RU2428805C2 - Channel assessment with application of frequency smoothing - Google Patents

Channel assessment with application of frequency smoothing Download PDF

Info

Publication number
RU2428805C2
RU2428805C2 RU2009137373/09A RU2009137373A RU2428805C2 RU 2428805 C2 RU2428805 C2 RU 2428805C2 RU 2009137373/09 A RU2009137373/09 A RU 2009137373/09A RU 2009137373 A RU2009137373 A RU 2009137373A RU 2428805 C2 RU2428805 C2 RU 2428805C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
subcarrier
corresponding mirror
subcarriers
mirror
Prior art date
Application number
RU2009137373/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009137373A (en
Inventor
Рабих ЧРАБИЕХ (US)
Рабих ЧРАБИЕХ
Самир С. СОЛИМАН (US)
Самир С. СОЛИМАН
Original Assignee
Квэлкомм Инкорпорейтед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US11/684,566 external-priority patent/US8428175B2/en
Priority claimed from US11/853,808 external-priority patent/US8064550B2/en
Application filed by Квэлкомм Инкорпорейтед filed Critical Квэлкомм Инкорпорейтед
Publication of RU2009137373A publication Critical patent/RU2009137373A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2428805C2 publication Critical patent/RU2428805C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

FIELD: information technologies.
SUBSTANCE: method to calculate channel assessment using frequency smoothing consists in the fact that a tuning signal is received in a quadrature demodulation receiver, besides, the tuning signal represents multiple reference complex values and multiple appropriate mirror complex values, besides, the sum of products of reference complex values and appropriate mirror complex values equals zero; multiple processed signals are generated (y), which represent complex plant information, on the basis of a tuning signal; each processed signal (y) is multiplied by a coupled value of the appropriate reference complex value (p*), and channel assessment (h) is produced on the basis of multiplication results.
EFFECT: elimination of unbalance between I and Q tracks.

Description

Настоящая заявка на патент испрашивает приоритет по предварительной заявке № 60/896480, поданной 22 марта 2007 года, озаглавленной QUADRATURE IMBALANCE MITIGATION USING UNBIASED TRAINING SIGNALS, находящейся на рассмотрении; номер дела патентного поверенного 071040P1.This patent application claims priority for provisional application No. 60/896480, filed March 22, 2007, entitled QUADRATURE IMBALANCE MITIGATION USING UNBIASED TRAINING SIGNALS, pending; Patent Attorney's case number 071040P1.

Настоящая заявка на патент является частичным продолжением заявки на выдачу патента США под номером 11/684566, поданной 9 марта 2007 года, озаглавленной QUADRATURE MODULATION ROTATING TRAINING SEQUENCE, находящейся на рассмотрении, переуступленной правопреемнику настоящей заявки и, таким образом, включенной в настоящий документ посредством ссылки.This patent application is a partial continuation of the application for the grant of a US patent under the number 11/684566, filed March 9, 2007, entitled QUADRATURE MODULATION ROTATING TRAINING SEQUENCE, pending, assigned to the assignee of this application and, therefore, incorporated herein by reference .

Настоящая заявка на патент является частичным продолжением заявки на выдачу патента США под номером 11/755719, поданной 30 мая 2007 года, озаглавленной QUADRATURE IMBALANCE MITIGATION USING UNBIASED TRAINING SEQUENCES, номер дела патентного поверенного 060395B1, находящейся на рассмотрении, переуступленной правопреемнику настоящей заявки и, таким образом, включенной в настоящий документ посредством ссылки.This patent application is a partial continuation of the application for the grant of US patent No. 11/755719, filed on May 30, 2007, entitled QUADRATURE IMBALANCE MITIGATION USING UNBIASED TRAINING SEQUENCES, patent attorney case number 060395B1, pending, assigned to this assignee as incorporated herein by reference.

Настоящая заявка на патент является родственной заявке на выдачу патента США, озаглавленной QUADRATURE IMBALANCE ESTIMATION USING UNBIASED TRAINING SEQUENCES, номер дела патентного поверенного 060395B2, которая подана одновременно и переуступлена правопреемнику настоящей заявки и которая включена в настоящий документ посредством ссылки во всей своей полноте.This patent application is a related U.S. patent application entitled QUADRATURE IMBALANCE ESTIMATION USING UNBIASED TRAINING SEQUENCES, patent attorney case number 060395B2, which is both filed and assigned to the assignee of this application and incorporated herein by reference in its entirety.

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение в целом относится к оценке канала связи, в частности к системам и способам улучшения использования несмещенных настроечных последовательностей квадратурной модуляции при настройке оценок канала приемника посредством устранения ошибок квадратурного расхождения.The present invention generally relates to channel estimation, in particular to systems and methods for improving the use of unbiased quadrature modulation training sequences when tuning receiver channel estimates by eliminating quadrature discrepancy errors.

Уровень техникиState of the art

Фиг.1 представляет схематичную блок-схему традиционных входных каскадов приемника (предшествующего уровня техники). Традиционный приемник беспроводной связи включает в себя антенну, которая преобразует излучаемый сигнал в проводимый сигнал. После некоторой начальной фильтрации проводимый сигнал усиливается. При условии достаточного уровня мощности частота несущей сигнала может преобразовываться смешиванием сигнала (преобразованием с понижением частоты) с сигналом гетеродина. Поскольку принятый сигнал подвергнут квадратурной модуляции, сигнал демодулируется посредством отдельных трактов I (синфазной составляющей) и Q (квадратурной составляющей) перед комбинированием. После преобразования частоты аналоговый сигнал может преобразовываться в цифровой сигнал с использованием аналого-цифрового преобразователя (АЦП) для обработки основной полосы. Обработка может включать в себя быстрое преобразование Фурье (БПФ).Figure 1 is a schematic block diagram of a conventional input stage receiver (prior art). A conventional wireless receiver includes an antenna that converts the emitted signal into a conducted signal. After some initial filtering, the conducted signal is amplified. Given a sufficient power level, the frequency of the carrier signal can be converted by mixing the signal (down-conversion) with the local oscillator signal. Since the received signal is subjected to quadrature modulation, the signal is demodulated by separate paths I (in-phase component) and Q (quadrature component) before combining. After frequency conversion, the analog signal can be converted to a digital signal using an analog-to-digital converter (ADC) to process the base band. Processing may include fast Fourier transform (FFT).

Существует ряд ошибок, которые могут быть внесены в приемник, что пагубно влияет на оценки канала и восстановление заданного сигнала. Ошибки могут быть внесены из смесителей, фильтров и пассивных компонентов, таких как конденсаторы. Ошибки усиливаются, если они вызывают разбаланс между трактами I и Q. В попытке оценить канал и, таким образом, обнулить некоторые из этих ошибок системы связи могут использовать формат сообщения, который включает в себя настроечную последовательность, причем она может быть повторным или предопределенным символом данных. Например, с использованием системы мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM) одна и та же точка синфазно-квадратурной (IQ) констелляции может передаваться повторно для каждой поднесущей.There are a number of errors that can be made to the receiver, which adversely affects channel estimates and restoration of a given signal. Errors can be made from mixers, filters, and passive components such as capacitors. Errors are amplified if they cause an imbalance between paths I and Q. In an attempt to evaluate the channel and thus nullify some of these errors, communication systems may use a message format that includes a training sequence, which may be a repeated or predefined data symbol . For example, using an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system, the same common-mode-quadrature (IQ) constellation point may be retransmitted for each subcarrier.

В стремлении сберечь энергию в устройствах с батарейным питанием некоторые системы OFDM используют только одиночный символ модуляции для настройки. Например, стимулируется единственное направление в констелляции (например, тракт I), тогда как другое направление (например, тракт Q) не стимулируется. Такой же тип однонаправленной настройки также может использоваться с пилотными тонами. Примечание: скремблирование одиночного канала модуляции (например, канала I) со значениями символа ±1 не поворачивает точку констелляции и не обеспечивает стимулирования для квадратурного канала.In an effort to conserve energy in battery-powered devices, some OFDM systems use only a single modulation symbol for tuning. For example, a single direction in the constellation (for example, tract I) is stimulated, while another direction (for example, path Q) is not stimulated. The same type of unidirectional tuning can also be used with pilot tones. Note: scrambling a single modulation channel (for example, channel I) with symbol values of ± 1 does not rotate the constellation point and does not provide stimulation for the quadrature channel.

В присутствии разбаланса квадратурных трактов, который является преобладающим в системах с большой шириной полосы, вышеупомянутая энергосберегающая настроечная последовательность приводит к смещенной оценке канала. Смещенная оценка канала может хорошо выравнивать IQ-констелляцию в одном направлении (т.е. тракте I), но давать квадратурный разбаланс в ортогональном направлении. Предпочтительно, чтобы любой разбаланс был распределенным поровну между двумя каналами.In the presence of quadrature path imbalance, which is predominant in systems with a large bandwidth, the aforementioned energy-saving training sequence leads to a biased channel estimate. A biased channel estimate may well align IQ constellation in one direction (i.e., path I), but give quadrature imbalance in the orthogonal direction. Preferably, any imbalance is distributed evenly between the two channels.

Фиг.2 - блок-схема, иллюстрирующая квадратурный разбаланс на стороне приемника (предшествующего уровня техники). Хотя не показано, разбаланс стороны передатчика является аналогичным. Предположим, что тракт Q является опорным сигналом. Форма падающей волны описывается с помощью cos(ωt + θ), где θ фаза канала. Тракт Q преобразуется с понижением частоты с помощью -sin(ωt). Тракт I преобразуется с понижением частоты с помощью (1+2ε)cos(ωt+φ). 2Δφ и 2ε представляют аппаратные разбалансы, соответственно ошибку по фазе и ошибку по амплитуде. Фильтры HI и HQ низких частот являются разными для каждого тракта. Фильтры привносят дополнительное амплитудное и фазовое искажение. Однако эти дополнительные искажения сосредоточены внутри 2Δφ и 2ε. Примечание: эти два фильтра являются вещественными и оказывают влияние на +ω и одинаковым образом.2 is a block diagram illustrating a quadrature imbalance on the receiver side (prior art). Although not shown, the transmitter side imbalance is similar. Assume that the Q path is a reference signal. The shape of the incident wave is described using cos ( ωt + θ ), where θ is the phase of the channel. The Q path is downconverted with -sin ( ωt ). The path I is converted with decreasing frequency using (1 + 2 ε ) cos ( ωt +φ ). 2Δ φ ε and 2 represent hardware imbalance error respectively in phase and amplitude error. Low pass filters H I and H Q are different for each path. Filters introduce additional amplitude and phase distortion. However, these additional distortions are concentrated within φ 2 and ε. Note: these two filters are real and affect + ω and -ω in the same way.

При условии, что ошибки малы:Provided that the errors are small:

(1+2ε)cos(ωt+φ)≈(1+2ε)cos(ωt)-2Δφ.sin(ωt)(1 2 + ε) cos (ωt + 2Δ φ ) ≈ ( 1 2 + ε) cos (ωt) -2Δ φ . sin ( ωt )

Первая составляющая справа, cos(ωt), является идеальным трактом I, слегка масштабированным. Вторая составляющая, - 2Δφ.sin(ωt), является малой утечкой из тракта Q. После преобразования с понижением частоты падающего сигнала:The first component on the right, cos ( ωt ), is an ideal path I, slightly scaled. The second component, 2Δ φ .sin ( ωt ), is a small leak from the Q path. After conversion with decreasing frequency of the incident signal:

в тракте I: (1+2ε)cos(θ)+2ε.sin(θ).in the path I: (1 + 2 ε ) cos ( θ ) +2 ε .sin ( θ ).

в тракте Q: sin(θ).in the path Q: sin ( θ ).

Ошибки вызывают неправильную интерпретацию положений символов в констелляции квадратурной модуляции, которая, в свою очередь, приводит к неверно демодулированным данным.Errors cause an incorrect interpretation of the positions of the characters in the constellation of quadrature modulation, which, in turn, leads to incorrectly demodulated data.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Приемники беспроводной связи предрасположены к ошибкам, вызванным недостатком допустимого отклонения в аппаратных компонентах, связанных со смесителями, усилителями и фильтрами. В квадратурных демодуляторах эти ошибки также могут вызывать разбаланс между трактами I и Q, приводя к неправильно обработанным данным.Wireless receivers are prone to errors caused by a lack of tolerance in hardware components associated with mixers, amplifiers, and filters. In quadrature demodulators, these errors can also cause an imbalance between paths I and Q, leading to incorrectly processed data.

Настроечный сигнал может использоваться для калибровки каналов приемника. Однако настроечный сигнал, который не возбуждает оба тракта I и Q, не решает проблемы разбаланса между двумя трактами. Несмещенный настроечный сигнал может использоваться для стимулирования обоих трактов I и Q, что приводит к лучшей оценке канала. Как правило, оценки канала выводятся из предопределенной информации, связанной с положительными или опорными (+f) поднесущими. Лучшие оценки канала могут быть получены, если также используются отрицательные или зеркальные (-f) поднесущие. Кроме того, посредством правильной комбинации смежных или почти смежных опорных поднесущих со смежными или почти смежными зеркальными поднесущими частотное сглаживание может применяться к настроечному сигналу, которое действует в качестве средства устранения ошибок смещения канала.The tuning signal can be used to calibrate the receiver channels. However, a tuning signal that does not excite both paths I and Q does not solve the problem of imbalance between the two paths. An unbiased training signal can be used to stimulate both paths I and Q, which leads to a better channel estimate. Typically, channel estimates are derived from predetermined information associated with positive or reference (+ f) subcarriers. Better channel estimates can be obtained if negative or mirror (-f) subcarriers are also used. In addition, by correctly combining adjacent or nearly adjacent reference subcarriers with adjacent or almost adjacent mirror subcarriers, frequency smoothing can be applied to the training signal, which acts as a means of eliminating channel bias errors.

Соответственно, предусмотрен способ подачи сглаженного по частоте настроечного сигнала связи. Способ формирует сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал в передатчике квадратурной модуляции. Сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал включает в себя множество произведений пилот-сигналов, где каждое произведение пилот-сигналов включает в себя информацию комплексной плоскости, представленную опорной частотной поднесущей, умноженную на информацию комплексной плоскости, представленную зеркальной частотной поднесущей. Сумма множества произведений пилот-сигналов равна нулю. Способ подает сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал, так что он может передаваться в пределах одиночного периода символа.Accordingly, a method is provided for supplying a frequency-smoothed communication tuning signal. The method generates a frequency-smoothed unbiased training signal in a quadrature modulation transmitter. The frequency-smoothed unbiased training signal includes a plurality of pilot signal products, where each pilot signal product includes complex plane information represented by a reference frequency subcarrier multiplied by complex plane information represented by a mirror frequency subcarrier. The sum of the plurality of pilot signal products is zero. The method provides a frequency-smoothed unbiased training signal so that it can be transmitted within a single symbol period.

Как правило, сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал включает в себя множество смежных опорных частотных поднесущих и множество смежных зеркальных частотных поднесущих. Например, сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал может включать в себя группу смежных опорных частотных поднесущих без промежуточных поднесущих и множество смежных зеркальных частотных поднесущих без промежуточных поднесущих.Typically, a frequency-smoothed unbiased training signal includes a plurality of contiguous reference frequency subcarriers and a plurality of contiguous mirror frequency subcarriers. For example, a frequency-smoothed unbiased training signal may include a group of adjacent reference frequency frequency subcarriers without intermediate subcarriers and a plurality of adjacent mirror frequency frequency subcarriers without intermediate subcarriers.

В одном из аспектов сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал может быть представлен, как изложено ниже:In one aspect, a frequency-smoothed unbiased training signal may be represented as follows:

Σ pi pim = 0, i = от 1 до n;Σ p i p im = 0, i = from 1 to n;

где p - опорная частотная поднесущая,where p is the reference frequency subcarrier,

где pm - зеркальная частотная поднесущая иwhere p m is the mirror frequency subcarrier and

где n равно количеству произведений пилот-сигналов.where n is equal to the number of pilot signal products.

Также предложен способ вычисления оценки канала с использованием сглаженного по частоте несмещенного настроечного сигнала. Этот способ принимает сглаженную по частоте несмещенную настроечную последовательность в приемнике квадратурной демодуляции. Сглаженная по частоте несмещенная настроечная последовательность включает в себя множество произведений пилот-сигналов, где каждое произведение пилот-сигналов включает в себя предопределенную информацию (p) комплексной плоскости, представленную опорной частотной несущей (f), умноженную на предопределенную информацию (pm) комплексной плоскости, представленную зеркальной частотной поднесущей (-f). Сумма множества произведений пилот-сигналов равна нулю. Способ обрабатывает сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал, формируя множество обработанных символов (y), представляющих информацию комплексной плоскости. Каждый обработанный символ (y) умножается на сопряженную величину соответствующего опорного сигнала (p*), и получается сглаженная по частоте оценка (h) канала.A method for calculating a channel estimate using a frequency-smoothed unbiased training signal is also provided. This method receives a frequency-smoothed unbiased training sequence in a quadrature demodulation receiver. The frequency-smoothed unbiased training sequence includes a plurality of pilot signal products, where each pilot signal product includes predetermined complex plane information (p) represented by a reference frequency carrier (f) multiplied by predetermined complex plane information (p m ) represented by the mirror frequency subcarrier (-f). The sum of the plurality of pilot signal products is zero. The method processes a frequency-smoothed unbiased training signal, generating a plurality of processed symbols (y) representing complex plane information. Each processed symbol (y) is multiplied by the conjugate value of the corresponding reference signal (p *), and a channel-smoothed frequency estimate (h) is obtained.

Ниже представлены дополнительные подробности описанных выше способа, систем для формирования сглаженных по частоте несмещенных настроечных сигналов и систем для вычисления оценки канала с использованием сглаженного по частоте несмещенного настроечного сигнала.The following are additional details of the above method, systems for generating frequency-smoothed unbiased training signals, and systems for calculating a channel estimate using a frequency-smoothed unbiased training signal.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1 - блок-схема традиционных входных каскадов приемника (предшествующего уровня техники).Figure 1 - block diagram of the traditional input stages of the receiver (prior art).

Фиг.2 - блок-схема, иллюстрирующая квадратурный разбаланс на стороне приемника (предшествующего уровня техники).2 is a block diagram illustrating a quadrature imbalance on the receiver side (prior art).

Фиг.3 - блок-схема, иллюстрирующая иллюстративную систему передачи данных.3 is a block diagram illustrating an illustrative data transmission system.

Фиг.4 - блок-схема системы или устройства для подачи сглаженного по частоте несмещенного настроечного сигнала.4 is a block diagram of a system or device for supplying a frequency-smoothed unbiased training signal.

Фиг.5 - схема, иллюстрирующая простой пример сглаженного по частоте несмещенного настроечного сигнала.5 is a diagram illustrating a simple example of a frequency-smoothed unbiased training signal.

Фиг.6 - схема, иллюстрирующая второй пример сглаженного по частоте несмещенного настроечного сигнала.6 is a diagram illustrating a second example of a frequency-smoothed unbiased training signal.

Фиг.7 - схема, иллюстрирующая несмещенный настроечный сигнал, задействованный в качестве группы пилот-символов, сопровождающих символы связи.7 is a diagram illustrating an unbiased training signal used as a group of pilot symbols accompanying communication symbols.

Фиг.8 - схема, иллюстрирующая сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал, задействованный в качестве преамбулы, предшествующей непредопределенным данным связи.8 is a diagram illustrating a frequency-smoothed unbiased training signal used as a preamble preceding an undefined communication data.

Фиг.9 - блок-схема системы или устройства для вычисления оценки канала с использованием сглаженного по частоте несмещенного настроечного сигнала.9 is a block diagram of a system or device for calculating a channel estimate using a frequency-smoothed unbiased training signal.

Фиг.10 иллюстрирует рабочую характеристику, достигаемую применением алгоритмов несмещенного настроечного сигнала к стандарту сверхширокополосной связи (WiMedia, UWB).10 illustrates the performance achieved by applying unbiased training signal algorithms to a standard for ultra-wideband communications (WiMedia, UWB).

Фиг.11 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая способ подачи сглаженного по частоте настроечного сигнала связи.11 is a flowchart illustrating a method of supplying a frequency-smoothed communication tuning signal.

Фиг.12 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая способ вычисления оценки канала с использованием сглаженного по частоте несмещенного настроечного сигнала.12 is a flowchart illustrating a method of calculating a channel estimate using a frequency-smoothed unbiased training signal.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Различные варианты осуществления далее описаны со ссылкой на чертежи. В последующем описании с целью пояснения многочисленные специфические детали изложены для того, чтобы обеспечить исчерпывающее понимание одного или более аспектов. Однако очевидно, что такие варианты осуществления может быть осуществлены на практике без этих специфических деталей. В других случаях широко известные конструкции и устройства проиллюстрированы в виде блок-схемы для того, чтобы облегчить описание этих вариантов осуществления.Various embodiments are further described with reference to the drawings. In the following description, for purposes of explanation, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of one or more aspects. However, it is obvious that such embodiments may be practiced without these specific details. In other instances, well-known structures and devices are illustrated in block diagram form in order to facilitate describing these embodiments.

Используемые в этой заявке термины «процессор», «устройство обработки», «компонент» «модуль», «система» и тому подобные, предназначены для указания на имеющую отношение к компьютеру сущность, любую из аппаратных средств, аппаратно реализованного программного обеспечения, комбинации аппаратных средств и программного обеспечения, программного обеспечения или программного обеспечения в ходе выполнения. Например, компонент может быть, но не в качестве ограничения, процессом, работающим на процессоре, функциональным преобразованием, процессором, объектом, исполняемым файлом, потоком управления, программой и/или компьютером. В качестве иллюстрации, как приложение, работающее на вычислительном устройстве, так и вычислительное устройство могут быть компонентом. Один или более компонентов могут находиться в пределах процесса и/или потока управления, и компонент может быть локализован на одном компьютере и/или распределен между двумя или более компьютерами. Кроме того, эти компоненты могут приводиться в исполнение с различных машиночитаемых носителей, содержащих различные структуры данных, сохраненные на них. Компоненты могут поддерживать связь посредством локальных и/или удаленных процессов, например, в соответствии с сигналом, содержащим один или более пакетов данных (например, данных из одного компонента, взаимодействующего с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе, и/или через сеть, такую как сеть Интернет, с другими системами посредством сигнала).The terms “processor”, “processing device”, “component”, “module”, “system” and the like, used in this application, are intended to indicate an entity related to a computer, any of the hardware, hardware implemented software, a combination of hardware tools and software, software or software in progress. For example, a component may be, but not limited to, a process running on a processor, a functional transformation, a processor, an object, an executable, a control thread, a program, and / or a computer. By way of illustration, both an application running on a computing device and a computing device can be a component. One or more components may be within the process and / or control flow, and the component may be localized on one computer and / or distributed between two or more computers. In addition, these components can be executed from various computer-readable media containing various data structures stored on them. Components can communicate through local and / or remote processes, for example, in accordance with a signal containing one or more data packets (for example, data from one component interacting with another component in a local system, distributed system, and / or through a network, such as the Internet, with other systems through a signal).

Различные варианты осуществления будут представлены в показателях систем, которые могут включать в себя некоторое количество компонентов, модулей и т.п. Понятно, что различные системы могут включать в себя дополнительные компоненты, модули и т.п. и/или могут не включать в себя все компоненты, модули и т.п., обсужденные со ссылками на чертежи. Сочетание этих подходов также может использоваться.Various embodiments will be presented in terms of systems, which may include a number of components, modules, and the like. It is understood that various systems may include additional components, modules, and the like. and / or may not include all components, modules, and the like discussed with reference to the drawings. A combination of these approaches can also be used.

Различные иллюстративные логические блоки, модули и схемы, которые описаны, могут быть осуществлены или выполнены с помощью процессора общего применения, цифрового сигнального процессора (ЦСП), специализированной интегральной схемы (ASIC), программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA) или другого программируемого логического устройства, дискретной вентильной или транзисторной логики, дискретных компонентов аппаратных средств или любой их комбинации, предназначенной для выполнения функций, описанных в материалах настоящей заявки. Процессором общего применения может быть микропроцессор, но в альтернативном варианте процессором может быть любой традиционный процессор, контроллер, микроконтроллер или конечный автомат. Процессор также может быть осуществлен в виде комбинации вычислительных устройств, например сочетания ЦСП и микропроцессора, множества микропроцессоров, одного или более микропроцессоров в соединении с ЦСП-ядром или любой другой такой конфигурации.The various illustrative logic blocks, modules, and circuits that are described can be implemented or performed using a general-purpose processor, digital signal processor (DSP), application-specific integrated circuit (ASIC), field programmable gate array (FPGA), or other programmable logic device, discrete gate or transistor logic, discrete hardware components, or any combination thereof, designed to perform the functions described in the materials of this application ki. A general-purpose processor may be a microprocessor, but in the alternative, the processor may be any conventional processor, controller, microcontroller, or state machine. A processor may also be implemented as a combination of computing devices, for example, a combination of a DSP and a microprocessor, a plurality of microprocessors, one or more microprocessors in conjunction with a DSP core, or any other such configuration.

Способы или алгоритмы, описанные в связи с вариантами осуществления, раскрытыми в материалах настоящей заявки, могут быть осуществлены непосредственно в аппаратных средствах, в модуле программного обеспечения, приводимого в исполнение процессором, или в сочетании и того и другого. Модуль программного обеспечения может размещаться в оперативной памяти, флэш-памяти, ПЗУ, памяти типа EPROM, памяти типа EEPROM, регистрах, на жестком диске, сменном диске, компакт-диске или любой другой форме носителя данных, известной в данной области техники. Носитель данных может быть соединен с процессором, так чтобы процессор мог считывать информацию и записывать информацию на носитель данных. В альтернативном варианте носитель данных может быть составляющей частью процессора. Процессор и носитель данных могут находиться в ASIC. ASIC может находиться на узле или в другом месте. В альтернативном варианте процессор и запоминающий носитель могут находиться в качестве дискретных компонентов на узле или в другом месте в сети доступа.The methods or algorithms described in connection with the embodiments disclosed herein may be implemented directly in hardware, in a software module executed by a processor, or in a combination of the two. The software module may reside in RAM, flash memory, ROM, EPROM memory, EEPROM memory, registers, a hard disk, a removable disk, a compact disk, or any other form of storage medium known in the art. The storage medium may be coupled to the processor so that the processor can read information and write information to the storage medium. Alternatively, the storage medium may be an integral part of the processor. The processor and the storage medium may reside in an ASIC. The ASIC may reside on a host or elsewhere. Alternatively, the processor and the storage medium may reside as discrete components on a node or elsewhere in an access network.

Фиг.3 - блок-схема, изображающая иллюстративную систему 300 передачи данных. Процессор 302 основной полосы частот имеет вход на линии 304, чтобы принимать цифровую информацию с уровня управления доступом к среде передачи (MAC). В одном из аспектов процессор 302 основной полосы частот включает в себя кодер 306, имеющий вход на линии 304, чтобы принимать цифровую (MAC) информацию, и выход на линии 308, чтобы выдавать кодированную цифровую информацию в частотной области. Для перемежения кодированной цифровой информации может использоваться перемежитель 310, подающий перемеженную информацию в частотной области на линию 312. Перемежитель 310 является устройством, которое преобразует одиночный высокоскоростной входной сигнал в множество параллельных потоков с низшей скоростью передачи, где каждый поток с низшей скоростью передачи ассоциирован с конкретной поднесущей. Обратное быстрое преобразование 314 Фурье (обратное БПФ, IFFT) принимает информацию в частотной области, выполняет операцию обратного БПФ над входной информацией и подает цифровой сигнал временной области на линию 316. Цифроаналоговый преобразователь 318 преобразует цифровой сигнал на линии 316 в аналоговый сигнал основной полосы на линии 320. Как более подробно описано ниже, передатчик 322 модулирует сигнал основной полосы и подает модулированный сигнал несущей в качестве выходного сигнала на линии 324. Примечание: альтернативные конфигурации схем, способные к выполнению таких же функций, как описанные выше, вероятно, известны специалистам в данной области техники. Хотя и не проиллюстрировано в прямой форме, система приемника могла бы состоять из подобного набора компонентов для обратной обработки информации, принятой с передатчика.Figure 3 is a block diagram depicting an exemplary data transmission system 300. The baseband processor 302 has an input on line 304 to receive digital information from a medium access control (MAC) layer. In one aspect, the baseband processor 302 includes an encoder 306 having an input on line 304 to receive digital (MAC) information, and an output on line 308 to provide encoded digital information in the frequency domain. To interleave the encoded digital information, an interleaver 310 can be used to feed the interleaved information in the frequency domain onto line 312. The interleaver 310 is a device that converts a single high-speed input signal into multiple parallel streams with a lower transmission rate, where each stream with a lower transmission rate is associated with a particular subcarrier. The inverse fast Fourier transform 314 (inverse FFT, IFFT) receives information in the frequency domain, performs an inverse FFT operation on the input information, and provides a digital time-domain signal to line 316. A digital-to-analog converter 318 converts the digital signal on line 316 to an analog baseband signal on line 320. As described in more detail below, the transmitter 322 modulates the baseband signal and provides a modulated carrier signal as an output signal on line 324. Note: alternative circuit configurations m capable of performing the same functions as those described above are probably known to those skilled in the art. Although not explicitly illustrated, the receiver system could consist of a similar set of components for reverse processing information received from the transmitter.

Фиг.4 - блок-схема системы или устройства для подачи сглаженного по частоте несмещенного настроечного сигнала. Система 400 содержит передатчик или средство 402 генератора сигналов, имеющее вход на линии 404 для приема настроечной информации, обычно в цифровом виде. Например, информация может поставляться с уровня MAC. Передатчик 402 имеет выход на линии 406 для подачи квадратурно модулированного и сглаженного по частоте несмещенного настроечного сигнала.4 is a block diagram of a system or device for supplying a frequency-smoothed unbiased training signal. System 400 comprises a transmitter or signal generator means 402 having an input on line 404 for receiving training information, typically in digital form. For example, information may come from a MAC layer. Transmitter 402 has an output on line 406 for supplying a quadrature modulated and frequency-smoothed unbiased training signal.

Передатчик 402 может включать в себя подсистему 407 передатчика, такую как радиочастотная (РЧ, RF) подсистема передатчика, которая использует антенну 408 для связи через воздушную или вакуумную среды. Однако должно быть понятно, что изобретение применимо к любой среде связи (например, беспроводной, проводной, оптической), допускающей перенос квадратурно модулированной информации. Подсистема 407 передатчика включает в себя тракт 410 синфазной (I) модуляции, или средство для формирования настроечной информации модуляции I. Подсистема 407 передатчика также включает в себя тракт 412 квадратурной (Q) модуляции, или средство для формирования настроечной информации модуляции Q. Информация тракта I на линии 404a преобразуется с повышением частоты в смесителе 414 с несущей fc, в то время как информация тракта Q на линии 404b преобразуется с повышением частоты в смесителе 416 со сдвинутым по фазе вариантом несущей (fc + 90°). Тракт 410 I и тракт 412 Q суммируются на сумматоре 418 и подаются по линии 420. В некоторых аспектах сигнал усиливается в усилителе 422 и подается на антенну 408 по линии 406, где излучаются сглаженные по частоте несмещенные настроечные сигналы. Тракты I и Q в качестве альтернативы могут упоминаться как каналы I и Q. Сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал также может упоминаться как сбалансированная по частоте настроечная последовательность и является частью большего класса сбалансированных или несмещенных настроечных сигналов, описанных в родственных заявках и подробно ниже.Transmitter 402 may include a transmitter subsystem 407, such as a radio frequency (RF) RF transmitter subsystem, that uses an antenna 408 to communicate through an air or vacuum environment. However, it should be understood that the invention is applicable to any communication medium (e.g., wireless, wired, optical) capable of transmitting quadrature modulated information. The transmitter subsystem 407 includes an in-phase (I) modulation path 410, or means for generating the modulation information of modulation I. The transmitter subsystem 407 also includes a quadrature (Q) modulation path 412, or of means for generating the modulation Q modulation information Q. Path information I line 404a is upconverted in mixer 414 with carrier fc, while path information Q on line 404b is upconverted in mixer 416 with a phase-shifted carrier variant (fc + 90 °). Path 410 I and path 412 Q are summed on adder 418 and provided on line 420. In some aspects, the signal is amplified in amplifier 422 and supplied to antenna 408 on line 406 where frequency-smoothed unbiased training signals are emitted. Alternatively, paths I and Q may be referred to as channels I and Q. A frequency-smoothed unbiased training signal may also be referred to as a frequency-balanced training sequence and is part of a larger class of balanced or unbiased training signals described in related applications and in detail below.

Сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал включает в себя множество произведений пилот-сигналов, где каждое произведение пилот-сигналов включает в себя информацию комплексной плоскости, представленную опорной частотной поднесущей, умноженную на информацию комплексной плоскости, представленную зеркальной частотной поднесущей. Сумма множества произведений пилот-сигналов равна нулю. Передатчик 402 подает сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал в пределах одиночного периода символа.The frequency-smoothed unbiased training signal includes a plurality of pilot signal products, where each pilot signal product includes complex plane information represented by a reference frequency subcarrier multiplied by complex plane information represented by a mirror frequency subcarrier. The sum of the plurality of pilot signal products is zero. Transmitter 402 provides a frequency-smoothed unbiased training signal within a single symbol period.

Не показано, но в качестве альтернативы компоненты сглаженного по частоте настроечного сигнала (FSTS), например, подаются последовательно или подаются в пакетном режиме и собираются в памяти (не показана). Как только собран полный FSTS, он может выдаваться для использования в пределах одиночного периода символа. В этом аспекте средства памяти/сбора и комбинирования могут считаться частью передатчика 402, даже если они задействованы в отдельных модулях или устройствах (не показаны). Должно быть понятно, что в некоторых аспектах передатчик 402 действует в качестве формирования сигнала, в то время как фактическая отправка FSTS через среду связи выполняется другими модулями или устройствами.Not shown, but as an alternative, the components of a frequency-smoothed training signal (FSTS), for example, are supplied sequentially or served in batch mode and are collected in memory (not shown). Once complete FSTS is compiled, it can be issued for use within a single character period. In this aspect, the memory / collection and combination means may be considered part of the transmitter 402, even if they are involved in separate modules or devices (not shown). It should be understood that in some aspects, the transmitter 402 acts as a signal conditioning instrument, while the actual sending of the FSTS through the communication medium is performed by other modules or devices.

Обычно передатчик 402 также отправляет квадратурно модулированные (непредопределенные) данные связи. Сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал используется приемником (не показан) для создания оценок канала, которые дают непредопределенным данным связи возможность восстанавливаться более точно. В одном из аспектов квадратурно модулированные данные связи отправляются после отправки несмещенной настроечной последовательности. В другом аспекте несмещенная настроечная последовательность отправляется одновременно с данными связи в виде пилот-сигналов. Система не ограничена никаким конкретным временным соотношением между настроечным сигналом и квадратурно модулированными данными связи.Typically, transmitter 402 also sends quadrature modulated (undefined) communication data. A frequency-smoothed unbiased training signal is used by a receiver (not shown) to create channel estimates that enable undefined communication data to recover more accurately. In one aspect, quadrature modulated communication data is sent after sending an unbiased training sequence. In another aspect, the unbiased training sequence is sent simultaneously with the communication data in the form of pilot signals. The system is not limited to any particular time relationship between the training signal and quadrature modulated communication data.

Сообщение представляет собой группирование символов в предопределенном формате. Сообщение может иметь длительность в несколько периодов символов. Один или более символов могут передаваться каждый период символов. Некоторые сообщения включают в себя преамбулу, предшествующую основной части сообщения. Например, сообщение может быть сформировано в качестве длинного пакета, содержащего много символов OFDM, CDMA или TDMA.A message is a grouping of characters in a predefined format. A message may have a duration of several periods of characters. One or more characters may be transmitted each character period. Some messages include a preamble preceding the main body of the message. For example, a message may be generated as a long packet containing many OFDM, CDMA, or TDMA symbols.

FSTS может состоять из 2 или более чем 2 произведений пилот-сигналов. В одном из аспектов передатчик 402 формирует сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал, включающий в себя множество смежных опорных частотных поднесущих и множество смежных зеркальных частотных поднесущих. Обычно опорные поднесущие и соответствующие зеркальные поднесущие находятся в пределах относительно плотной (в спектральном отношении) близости. Например, сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал может включать в себя группу смежных опорных частотных поднесущих без промежуточных поднесущих и множество смежных зеркальных частотных поднесущих без промежуточных поднесущих. Промежуточная поднесущая, например, может быть поднесущей, переносящей (непредопределенные) данные связи или другую информацию, не связанную с настроечным сигналом. В одном из вариантов группа включает в себя все опорные и зеркальные поднесущие в FSTS.FSTS may consist of 2 or more than 2 pieces of pilot signals. In one aspect, transmitter 402 generates a frequency-smoothed unbiased training signal including a plurality of adjacent reference frequency reference subcarriers and a plurality of adjacent mirror frequency subcarriers. Typically, reference subcarriers and corresponding mirror subcarriers are within a relatively dense (spectrally) proximity. For example, a frequency-smoothed unbiased training signal may include a group of adjacent reference frequency frequency subcarriers without intermediate subcarriers and a plurality of adjacent mirror frequency frequency subcarriers without intermediate subcarriers. The intermediate subcarrier, for example, may be a subcarrier carrying (undefined) communication data or other information not related to the training signal. In one embodiment, the group includes all the reference and mirror subcarriers in the FSTS.

В другом аспекте сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал может быть представлен, как изложено ниже:In another aspect, a frequency-smoothed unbiased training signal may be represented as follows:

Σ pi pim = 0, i = от 1 до n;Σ p i p im = 0, i = from 1 to n;

где p - опорная частотная поднесущая,where p is the reference frequency subcarrier,

где pm - зеркальная частотная поднесущая иwhere p m is the mirror frequency subcarrier and

где n равно количеству произведений пилот-сигналов.where n is equal to the number of pilot signal products.

Как отмечено выше, сумма произведений пилот-сигналов равна нулю. Однако, вследствие системных ошибок сумма иногда может более точно указываться как находящаяся около нуля. При анализе наихудшего случая L произведений пилот-сигналов интегрируются, как изложено ниже:As noted above, the sum of the products of the pilot signals is zero. However, due to system errors, the amount can sometimes be more accurately indicated as being near zero. In the worst case analysis, L pilot products are integrated as follows:

|sum pi·pim| = L.| sum p i · p im | = L.

Если L равно 100% и если |sum pi·pim| = L/4, то ошибка составляет 25%. Сглаженная по частоте несмещенная настроечная последовательность с ошибкой в 25% по-прежнему дает превосходные результаты. Если используется L/2 (ошибка в 50%), получаются хорошие результаты, так как синфазно-квадратурные помехи от оценки канала все еще ослабляются на 6 дБ.If L is 100% and if | sum p i · p im | = L / 4, then the error is 25%. Frequency-smoothed unbiased training sequence with a 25% error still gives excellent results. If L / 2 is used (50% error), good results are obtained, since the common-mode-quadrature interference from the channel estimate is still attenuated by 6 dB.

Как более подробно пояснено ниже, сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал может быть представлен с использованием взвешенных произведений пилот-сигналов, как изложено ниже:As explained in more detail below, a frequency-smoothed unbiased training signal can be represented using weighted products of the pilot signals, as follows:

Σ wi pi pim = 0, i = от 1 до n;Σ w i p i p im = 0, i = from 1 to n;

где w - весовой коэффициент.where w is the weight coefficient.

В одном из аспектов уникальный вес, ассоциативно связанный с некоторыми из произведений пилот-сигналов, может быть единицей (нормированным). В некоторых аспектах отдельные весовые коэффициенты имеют приблизительно одинаковое значение и весовой коэффициент может удаляться из уравнения как константа.In one aspect, the unique weight associated with some of the pilot products may be unit (normalized). In some aspects, the individual weights are approximately the same and the weight can be removed from the equation as a constant.

Фиг.5 - схема, иллюстрирующая простой пример сглаженного по частоте несмещенного настроечного сигнала. Первое произведение пилот-сигналов имеет опорную поднесущую 500 на частоте +f, представляющей информацию в качестве первого значения комплексной плоскости, и зеркальную поднесущую 502 на частоте -f, представляющей первое значение комплексной плоскости. Здесь «стрелки» поднесущих могут быть представлены в качестве фазоров, имеющих амплитуду 1 и угол в 90 градусов. Второе произведение пилот-сигналов имеет опорную поднесущую 504 на частоте (f+1), смежной частоте +f, представляющей первое значение комплексной плоскости, и зеркальную поднесущую 506 на частоте -(f+1), смежной частоте -f, представляющей первое значение комплексной плоскости +180 градусов. Чтобы продолжить этот пример, стрелка, представляющая зеркальную поднесущую 506, должна была бы иметь амплитуду 1 и угол в 270 градусов.5 is a diagram illustrating a simple example of a frequency-smoothed unbiased training signal. The first product of the pilot signals has a reference subcarrier 500 at a frequency + f representing information as the first value of the complex plane, and a mirror subcarrier 502 at a frequency -f representing the first value of the complex plane. Here, the "arrows" of the subcarriers can be represented as phasors having an amplitude of 1 and an angle of 90 degrees. The second pilot product has a reference subcarrier 504 at a frequency (f + 1), an adjacent frequency + f representing the first value of the complex plane, and a mirror subcarrier 506 at a frequency of (f + 1), an adjacent frequency -f representing the first value of the complex plane +180 degrees. To continue this example, the arrow representing the mirror subcarrier 506 would have to have an amplitude of 1 and an angle of 270 degrees.

Хотя все поднесущие имеют одинаковое значение, нормированное к 1, в этом примере, должно быть понятно, что более сложные варианты этого примера могут использовать неравномерные амплитуды. Подобным образом, FSTS не ограничен использованием только углов в 90 градусов и 270 градусов. Кроме того, хотя проиллюстрирован пример только 2 пилот-сигналов, такая же методология могла бы применяться к FSTS с более чем 2 произведениями пилот-сигналов. Например, проиллюстрированный FSTS мог бы быть модифицирован для добавления третьего произведения пилот-сигналов (не проиллюстрировано) с поднесущей на частоте (f-1), смежной частоте +f, представляющей первое значение комплексной плоскости, и зеркальной поднесущей на частоте -(f-1), смежной частоте -f, представляющей первое значение комплексной плоскости +180 градусов.Although all subcarriers have the same value, normalized to 1, in this example, it should be understood that more complex variations of this example can use uneven amplitudes. Similarly, FSTS is not limited to using only 90 degrees and 270 degrees angles. Furthermore, although an example of only 2 pilot signals is illustrated, the same methodology could be applied to FSTS with more than 2 pilot products. For example, the illustrated FSTS could be modified to add a third product of pilot signals (not illustrated) with a subcarrier at a frequency (f-1), an adjacent frequency + f representing the first value of the complex plane, and a mirror subcarrier at a frequency of (f-1 ) adjacent to the frequency -f, representing the first value of the complex plane +180 degrees.

Фиг.6 - схема, иллюстрирующая второй пример сглаженного по частоте несмещенного настроечного сигнала. Первое произведение пилот-сигналов имеет опорную поднесущую 600 на частоте +f, представляющей информацию в качестве первого значения комплексной плоскости, и зеркальную поднесущую 602 на частоте -f, представляющей первое значение комплексной плоскости. Вновь «стрелки» поднесущих могут быть представлены в качестве фазоров, имеющих амплитуду 1 и угол в 90 градусов. Второе произведение пилот-сигналов имеет опорную поднесущую 604 на частоте (f+1), смежной частоте +f, представляющей первое значение комплексной плоскости +90 градусов, и зеркальную поднесущую 606 на частоте -(f+1), смежной частоте -f, представляющей первое значение комплексной плоскости -90 градусов. Чтобы продолжить этот пример, стрелка, представляющая опорную поднесущую 604, должна была бы иметь амплитуду 1 и угол в 180 градусов, а зеркальная поднесущая 606 - амплитуду 1 и угол 0 градусов.6 is a diagram illustrating a second example of a frequency-smoothed unbiased training signal. The first pilot product has a reference subcarrier 600 at a frequency + f representing information as the first value of the complex plane, and a mirror subcarrier 602 at a frequency-f representing the first value of the complex plane. Again, the "arrows" of the subcarriers can be represented as phasors having an amplitude of 1 and an angle of 90 degrees. The second product of the pilot signals has a reference subcarrier 604 at a frequency (f + 1), an adjacent frequency + f representing the first value of the complex plane +90 degrees, and a mirror subcarrier 606 at a frequency of (f + 1), an adjacent frequency -f representing the first value of the complex plane is -90 degrees. To continue this example, an arrow representing the reference subcarrier 604 would have an amplitude of 1 and an angle of 180 degrees, and a mirror subcarrier 606 would have an amplitude of 1 and an angle of 0 degrees.

Вновь в этом примере поднесущие имеют одинаковое значение, нормированное к 1, и должно быть понятно, что более сложные варианты этого примера могут использовать неравномерные амплитуды. Подобным образом, FSTS не ограничен использованием только углов в 0 градусов, 90 градусов и 180 градусов. Кроме того, хотя проиллюстрирован пример только 2 пилот-сигналов, такая же методология могла бы применяться к FSTS с более чем 2 произведениями пилот-сигналов. Например, проиллюстрированный FSTS мог бы быть модифицирован для добавления третьего произведения пилот-сигналов (не проиллюстрировано) с поднесущей на частоте (f-1), смежной частоте +f, представляющей первое значение комплексной плоскости +90 градусов, и зеркальной поднесущей на частоте -(f-1), смежной частоте -f, представляющей первое значение комплексной плоскости -90 градусов.Again, in this example, the subcarriers have the same value, normalized to 1, and it should be clear that more complex variations of this example can use uneven amplitudes. Similarly, FSTS is not limited to using only angles of 0 degrees, 90 degrees, and 180 degrees. Furthermore, although an example of only 2 pilot signals is illustrated, the same methodology could be applied to FSTS with more than 2 pilot products. For example, the illustrated FSTS could be modified to add a third product of pilot signals (not illustrated) with a subcarrier at a frequency (f-1), an adjacent frequency + f representing the first value of the complex plane +90 degrees, and a mirror subcarrier at a frequency of (( f-1), an adjacent frequency of -f, representing the first value of the complex plane of -90 degrees.

Фиг.7 - схема, иллюстрирующая несмещенный настроечный сигнал, задействованный в качестве группы пилот-символов, сопровождающих символы связи. В одном из аспектов в дополнение к приему настроечной информации, передатчик принимает (непредопределенные) данные связи. Затем несмещенный сглаженный по частоте настроечный сигнал формируется P произведениями пилот-сигналов наряду с (N-P) символами (поднесущих) данных связи. В итоге N поднесущих подаются в одном периоде символа, в т.ч. сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал и квадратурно модулированные данные связи. Многие системы связи, такие как совместимые с IEEE 802.11 и СШП, используют пилот-сигналы для целей регулирования канала.7 is a diagram illustrating an unbiased training signal used as a group of pilot symbols accompanying communication symbols. In one aspect, in addition to receiving training information, the transmitter receives (undefined) communication data. Then, the unbiased frequency-smoothed training signal is generated by P products of the pilot signals along with (N-P) symbols (subcarriers) of the communication data. As a result, N subcarriers are served in one symbol period, incl. frequency-smoothed unbiased training signal and quadrature modulated communication data. Many communication systems, such as those compatible with IEEE 802.11 and UWB, use pilot signals for channel control purposes.

В качестве альтернативы компоненты сглаженного по частоте настроечного сигнала (FSTS), или символы данных связи, либо те и другие могут подаваться последовательно или подаваться в пакетном режиме и собираться в памяти (не проиллюстрирована). Как только все символы в периоде символа собраны, они могут выдаваться для использования в пределах одиночного периода символа. В этом аспекте средства памяти/сбора и комбинирования могут считаться частью передатчика, даже если они задействованы в отдельных модулях или устройствах.Alternatively, components of a frequency-smoothed training signal (FSTS), or communication data symbols, or both, may be supplied sequentially or in batch mode and collected in memory (not illustrated). Once all characters in a character period are collected, they can be issued for use within a single character period. In this aspect, the memory / collection and combination means can be considered part of the transmitter, even if they are involved in separate modules or devices.

Фиг.8 - схема, иллюстрирующая сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал, задействованный в качестве преамбулы, предшествующей непредопределенным данным связи. Как проиллюстрировано, передатчик подает сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал в первом периоде символа с использованием группы опорных частотных поднесущих и соответствующих зеркальных частотных поднесущих. Передатчик принимает данные связи, формирует квадратурно модулированные данные связи в группе опорных частотных поднесущих и соответствующих зеркальных частотных поднесущих и подает квадратурно модулированные данные связи во втором периоде символа, следующим за первым периодом символа.8 is a diagram illustrating a frequency-smoothed unbiased training signal used as a preamble preceding an undefined communication data. As illustrated, the transmitter provides a frequency-smoothed unbiased training signal in a first symbol period using a group of reference frequency subcarriers and corresponding mirror frequency subcarriers. The transmitter receives communication data, generates quadrature modulated communication data in a group of reference frequency subcarriers and corresponding mirror frequency subcarriers, and supplies quadrature modulated communication data in a second symbol period following the first symbol period.

Хотя явно отмечены только первый и второй периоды символа, должно быть понятно, что преамбула может состоять из множества периодов символов, с FSTS, используемым в некоторых или во всех из периодов символов преамбулы. Подобным образом, данные связи могут выдаваться в множестве периодов символов (не проиллюстрированы) вслед за преамбулой. Например, система сверхширокополосной (СШП) связи использует 6 периодов символов, передаваемых перед передачей данных связи или маяковым сигналом. Поэтому один или более 6 периодов символов могут использоваться для передачи FSTS.Although only the first and second symbol periods are clearly marked, it should be understood that the preamble may consist of a plurality of symbol periods, with FSTS used in some or all of the symbol periods of the preamble. Similarly, communication data may be issued in a plurality of symbol periods (not illustrated) following the preamble. For example, an ultra-wideband (UWB) communication system uses 6 symbol periods transmitted before transmission of communication data or a beacon. Therefore, one or more of 6 symbol periods may be used to transmit FSTS.

Хотя и не проиллюстрировано особым образом, но передатчик по фиг.4 или элементы передатчика могут быть задействованы в качестве устройства обработки для формирования сглаженного по частоте несмещенного настроечного сигнала. В таком случае устройство обработки содержало бы модуль генератора сигналов, имеющий вход для приема настроечной информации и выход для подачи квадратурно модулированного и сглаженного по частоте несмещенного настроечного сигнала. Как приведено выше, сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал включал бы в себя множество произведений пилот-сигналов, где каждое произведение пилот-сигналов включает в себя информацию комплексной плоскости, представленную опорной частотной несущей, умноженную на информацию комплексной плоскости, представленную зеркальной частотной поднесущей. Как также приведено выше, сумма множества произведений пилот-сигналов равна нулю. Модуль генератора сигналов выдавал бы сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал в пределах одиночного периода символа.Although not specifically illustrated, the transmitter of FIG. 4 or elements of the transmitter can be used as a processing device to generate a frequency-smoothed unbiased training signal. In this case, the processing device would comprise a signal generator module having an input for receiving training information and an output for supplying a quadrature modulated and frequency-smoothed unbiased training signal. As described above, a frequency-smoothed unbiased training signal would include a plurality of pilot signal products, where each pilot signal product includes complex plane information represented by a reference frequency carrier multiplied by complex plane information represented by a mirror frequency subcarrier. As also shown above, the sum of the plurality of pilot signal products is zero. The signal generator module would provide a frequency-smoothed unbiased training signal within a single symbol period.

Фиг.9 - блок-схема системы или устройства для вычисления оценки канала с использованием сглаженного по частоте несмещенного настроечного сигнала. Система или устройство 900 содержит приемник квадратурной демодуляции или средство 902 приема, имеющее вход на линии 904 для приема частотно сглаженного несмещенного настроечного сигнала. Как и передатчик по фиг.4, приемник 902 может быть радиочастотным устройством, присоединенным к антенне 905 для приема излучаемой информации. Однако приемник в качестве альтернативы может принимать несмещенную настроечную последовательность через проводную или оптическую среду (не проиллюстрирована).9 is a block diagram of a system or device for calculating a channel estimate using a frequency-smoothed unbiased training signal. The system or device 900 comprises a quadrature demodulation receiver or reception means 902 having an input on line 904 for receiving a frequency-smoothed unbiased training signal. Like the transmitter of FIG. 4, receiver 902 may be an RF device coupled to an antenna 905 for receiving radiated information. However, the receiver may alternatively receive an unbiased training sequence through a wired or optical medium (not illustrated).

Приемник 902 имеет тракт 906 синфазной (I) демодуляции для приема настроечной информации демодуляции I. Тракт 908 квадратурной (Q) демодуляции принимает настроечную информацию демодуляции Q. Как правило, приемник 902 включает в себя аналого-цифровые преобразователи 909 (АЦП), преобразователь 910 быстрого преобразования Фурье (БПФ), перемежитель 912 и декодер 914. Приемник подает настроечную информацию в ответ на прием FSTS. Сглаженная по частоте несмещенная настроечная последовательность включает в себя множество множества произведений пилот-сигналов. Произведение пилот-сигналов включает в себя предопределенную информацию (p) комплексной плоскости, представленную опорной частотной поднесущей (f), умноженную на предопределенную информацию (pm) комплексной плоскости, представленную зеркальной частотной поднесущей (-f). Сумма множества произведений пилот-сигналов равна нулю.Receiver 902 has an in-phase (I) demodulation path 906 for receiving demodulation I tuning information. A quadrature (Q) demodulation path 908 receives Q demodulation tuning information. Typically, the receiver 902 includes analog-to-digital converters 909 (ADC), a fast converter 910 Fourier transform (FFT), interleaver 912, and decoder 914. The receiver provides training information in response to receiving FSTS. The frequency-smoothed unbiased training sequence includes a plurality of a plurality of pilot signal products. The pilot product includes the predefined information (p) of the complex plane represented by the reference frequency subcarrier (f) times the predetermined information (p m ) of the complex plane represented by the mirror frequency subcarrier (-f). The sum of the plurality of pilot signal products is zero.

Процессор или средство 916 обработки имеет вход на линии 918 для приема настроечной информации, процессор формирует множество обработанных символов (y), представляющих информацию комплексной плоскости. Процессор 916 умножает каждый обработанный символ (y) на сопряженную величину соответствующего опорного сигнала (p*) и подает сглаженную по частоте оценку (h) канала на выходе по линии 920. В некоторых аспектах приемник 902 подает настроечную информацию в качестве выходного сигнала АЦП 909. В этом аспекте БПФ, перемежитель и процессы декодирования или их эквиваленты выполняются процессором 916.The processor or processing means 916 has an input on line 918 for receiving training information, the processor generates a plurality of processed symbols (y) representing complex plane information. A processor 916 multiplies each processed symbol (y) by the conjugate value of the corresponding reference signal (p * ) and provides a frequency-smoothed channel estimate (h) on the output on line 920. In some aspects, the receiver 902 provides tuning information as an output from the ADC 909. In this aspect, the FFT, interleaver, and decoding processes or their equivalents are performed by processor 916.

FSTS состоит из 2 или более произведений пилот-сигналов. В одном из аспектов приемник принимает сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал, включающий в себя множество смежных опорных частотных поднесущих и множество смежных зеркальных частотных поднесущих. Значение «смежный» зависит от расстановки поднесущих, частоты и других характеристик модуляции. В другом аспекте сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал включает в себя группу смежных опорных частотных поднесущих без промежуточных поднесущих и множество смежных зеркальных частотных поднесущих без промежуточных поднесущих. Эта группа может включать в себя все или только подмножество всех поднесущих в FSTS.FSTS consists of 2 or more pilot products. In one aspect, the receiver receives a frequency-smoothed unbiased training signal including a plurality of adjacent reference frequency reference subcarriers and a plurality of adjacent mirror-frequency frequency subcarriers. The value "adjacent" depends on the arrangement of subcarriers, frequency and other modulation characteristics. In another aspect, the frequency-smoothed unbiased training signal includes a group of adjacent reference frequency frequency subcarriers without intermediate subcarriers and a plurality of adjacent mirror frequency frequency subcarriers without intermediate subcarriers. This group may include all or only a subset of all subcarriers in the FSTS.

Принятый сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал может быть выражен в качестве переданного FSTS, как изложено ниже:A received frequency-smoothed unbiased training signal may be expressed as transmitted by the FSTS, as follows:

Σ pi pim = 0, i = от 1 до n;Σ p i p im = 0, i = from 1 to n;

где p - опорная частотная поднесущая,where p is the reference frequency subcarrier,

где pm - зеркальная частотная поднесущая иwhere p m is the mirror frequency subcarrier and

где n равно количеству произведений пилот-сигналов.where n is equal to the number of pilot signal products.

Подобно переданному FSTS, принятый FSTS может включать в себя взвешенные произведения пилот-сигналов, как изложено ниже:Like the transmitted FSTS, the received FSTS may include weighted pilot products, as follows:

Σ wi pi pim = 0, i = от 1 до n;Σ w i p i p im = 0, i = from 1 to n;

где w - весовой коэффициент.where w is the weight coefficient.

Два примера переданного FSTS были описаны на фиг.5 и 6. Эти же самые примеры являются действительными примерами принятого FSTS.Two examples of the transmitted FSTS were described in FIGS. 5 and 6. These same examples are valid examples of the received FSTS.

В одном из аспектов приемник 902 может принимать несмещенный сглаженный по частоте настроечный сигнал с P произведениями пилот-сигналов и (N - P) символами данных связи в одном и том же периоде символа и выдавать как настроечную информацию, так и данные связи (также см. фиг.7). В еще одном аспекте приемник 902 принимает сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал в первом периоде символа с группой опорных частотных поднесущих и соответствующих зеркальных частотных поднесущих. Приемник также принимает квадратурно модулированные данные связи в группе опорных частотных поднесущих и соответствующих зеркальных частотных поднесущих во втором периоде символа, следующем за первым периодом символа, и подает данные связи (см. фиг.8).In one aspect, the receiver 902 may receive an unbiased frequency-smoothed training signal with P products of pilot signals and (N - P) symbols of communication data in the same symbol period and provide both training information and communication data (also see Fig.7). In yet another aspect, receiver 902 receives a frequency-smoothed unbiased training signal in a first symbol period with a group of reference frequency subcarriers and corresponding mirror frequency subcarriers. The receiver also receives quadrature modulated communication data in a group of reference frequency subcarriers and corresponding mirror frequency subcarriers in a second symbol period following the first symbol period, and provides communication data (see FIG. 8).

Хотя и не проиллюстрировано особым образом, но приемник фиг.9 также может быть задействован в качестве устройства обработки для вычисления оценки канала с использованием сглаженного по частоте несмещенного настроечного сигнала. В таком случае устройство обработки содержит модуль приемника, имеющий вход для приема сглаженной по частоте несмещенной настроечной последовательности и выход для подачи настроечной информации. Как приведено выше, сглаженная по частоте несмещенная настроечная последовательность включает в себя множество произведений пилот-сигналов, где каждое произведение пилот-сигналов включает в себя предопределенную информацию (p) комплексной плоскости, представленную опорной частотной поднесущей (f), умноженную на предопределенную информацию (pm) комплексной плоскости, представленную зеркальной частотной поднесущей (-f). Как также приведено выше, сумма множества произведений пилот-сигналов равна нулю.Although not specifically illustrated, the receiver of FIG. 9 can also be used as a processing device for calculating a channel estimate using a frequency-smoothed unbiased training signal. In this case, the processing device comprises a receiver module having an input for receiving a frequency-smoothed unbiased training sequence and an output for supplying training information. As described above, a frequency-smoothed unbiased training sequence includes a plurality of pilot products, where each product of pilot signals includes predetermined complex plane information (p) represented by a reference frequency subcarrier (f) times the predetermined information (p m ) a complex plane represented by a mirror frequency subcarrier (-f). As also shown above, the sum of the plurality of pilot signal products is zero.

Модуль расчета имеет вход для приема настроечной информации. Модуль расчета формирует множество обработанных символов (y), представляющих информацию комплексной плоскости, умножает каждый обработанный символ (y) на сопряженную величину соответствующего опорного сигнала (p*) и подает сглаженную по частоте оценку (h) канала на выходе.The calculation module has an input for receiving tuning information. The calculation module generates a plurality of processed symbols (y) representing information of the complex plane, multiplies each processed symbol (y) by the conjugate value of the corresponding reference signal (p * ) and provides a frequency-smoothed channel estimate (h) at the output.

Настроечные сигналы, задействованные в преамбуле или в качестве пилот-сигналов, подобны по той причине, что информационный контент переданных данных обычно является предопределенными или «известными» данными, которые позволяют приемнику калиброваться и производить измерения канала. При приеме (непредопределенных) данных связи есть 3 неизвестных: сами данные, канал и шум. Приемник не в состоянии калиброваться в отношении шума, поскольку шум изменяется случайным образом. Канал является измерением, в большинстве случаев ассоциативно связанным с задержкой и многолучевым распространением. За относительно короткие периоды времени ошибка, являющаяся следствием многолучевого распространения, может измеряться, если используются предопределенные данные, такие как настроечные или контрольные сигналы. Поскольку канал известен, это измерение может использоваться для устранения ошибок в принятых (непредопределенных) данных связи. Поэтому некоторые системы подают настроечный сигнал для измерения канала до того, как начинается декодирование данных.The training signals used in the preamble or as pilot signals are similar for the reason that the information content of the transmitted data is usually predetermined or “known” data that allows the receiver to calibrate and measure the channel. When receiving (undefined) communication data, there are 3 unknowns: the data itself, the channel and noise. The receiver is not able to calibrate for noise because the noise changes randomly. A channel is a measurement, in most cases, associated with delay and multipath. For relatively short periods of time, the error resulting from multipath propagation can be measured if predetermined data, such as training or pilot signals, are used. Since the channel is known, this measurement can be used to eliminate errors in received (undefined) communication data. Therefore, some systems provide a tuning signal for measuring the channel before decoding of the data begins.

Однако канал может изменяться, например, по мере того, как передатчик или приемник перемещается в пространстве или дрейфуют тактовые генераторы. Отсюда многие системы продолжают отправлять дополнительные «известные» данные наряду с «неизвестными» данными для того, чтобы отслеживать медленные изменения в канале.However, the channel may change, for example, as the transmitter or receiver moves in space or the clocks drift. From here, many systems continue to send additional “known” data along with “unknown” data in order to track slow changes in the channel.

Хотя и не проиллюстрировано особым образом, но передатчик по фиг.4 и приемник по фиг.9 могут быть объединены для формирования приемопередатчика. Фактически передатчик и приемник такого приемопередатчика могут совместно использовать элементы, такие как антенна, процессор основной полосы частот и схемы уровня MAC. Пояснения, произведенные выше, предназначены для описания приемопередатчика, который как передает несмещенные настроечные последовательности, так и рассчитывает несмещенные оценки канала на основании приема несмещенных настроечных последовательностей из других приемопередатчиков в сети устройств.Although not specifically illustrated, the transmitter of FIG. 4 and the receiver of FIG. 9 can be combined to form a transceiver. In fact, the transmitter and receiver of such a transceiver can share elements such as an antenna, a baseband processor, and MAC layer circuits. The explanations made above are intended to describe a transceiver that both transmits unbiased training sequences and calculates unbiased channel estimates based on the reception of unbiased training sequences from other transceivers in the device network.

Функциональное описаниеFunctional Description

Современные системы связи с высокоскоростной передачей данных передают сигналы по двум отдельным каналам, синфазному и квадратурно-фазному каналам (I и Q). Два канала формируют двумерную (2D) констелляцию в комплексной плоскости. QPSK и QAM являются примерами групп. Каналы I и Q могут переноситься радиочастотными аппаратными средствами, которые не могут быть полностью сбалансированными вследствие разбросов в радиочастотных компонентах, которые дают в результате синфазно-квадратурный разбаланс. Во все более распространенных системах прямого преобразования появляющийся разбаланс даже более велик. IQ-разбаланс искажает констелляцию и вызывает перекрестные помехи между каналами I и Q: сигнал создает помеху сам себе. Увеличение мощности передачи не помогает, поскольку самогенерируемые взаимные помехи увеличиваются вместе с мощностью сигнала. Отношение сигнал/шум (SINR) достигает верхнего предела, который накладывает ограничение на наибольшую скорость передачи данных, достигаемую с установленными радиочастотными аппаратными средствами. Дорогой способ решения для проблемы увеличения скорости передачи данных состоит в том, чтобы использовать более сложные и дорогостоящие аппаратные средства. Возможное менее дорогое решение состоит в том, чтобы цифровым образом оценивать IQ-разбаланс и компенсировать его. Концепции алгоритмов цифровой оценки и компенсации были развиты ранее в данной области техники. Однако решения имеют тенденцию быть дорогостоящими, так как они не полагаются на специальный тип настроечной последовательности. Эти решения зачастую учитывают разбаланс только на одной стороне, обычно в приемнике.Modern communication systems with high-speed data transmission transmit signals through two separate channels, in-phase and quadrature-phase channels (I and Q). Two channels form a two-dimensional (2D) constellation in the complex plane. QPSK and QAM are examples of groups. Channels I and Q can be carried by RF hardware, which cannot be fully balanced due to variations in RF components, which result in in-phase quadrature imbalance. In increasingly common direct conversion systems, the resulting imbalance is even greater. IQ imbalance distorts the constellation and causes crosstalk between channels I and Q: the signal interferes with itself. An increase in transmit power does not help, since self-generated interference is increased along with the signal power. The signal-to-noise ratio (SINR) reaches an upper limit, which imposes a limit on the highest data rate achieved with the installed RF hardware. An expensive way to solve the problem of increasing the data transfer rate is to use more complex and expensive hardware. A possible less expensive solution is to digitally evaluate and compensate for IQ imbalance. The concepts of digital estimation and compensation algorithms were developed earlier in the art. However, solutions tend to be costly since they do not rely on a special type of training sequence. These decisions often take into account imbalance on only one side, usually in the receiver.

Ниже приведены примеры, которые сосредоточены на мультиплексировании с ортогональным частотным разделением (OFDM) с проникновением в суть систем временной области, которое рассматривает сквозной разбаланс, от передатчика до приемника. Более того, в OFDM разбаланс моделируется в качестве функции частоты, принимая в расчет разброс в частотной характеристике фильтров.The following are examples that focus on Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) with insights into time-domain systems that consider end-to-end imbalance, from transmitter to receiver. Moreover, in OFDM, imbalance is modeled as a function of frequency, taking into account the spread in the frequency response of the filters.

Представлено два вида усовершенствований: одно при нулевых затратах, которое оценивает помехи от оценки канала посредством использования несмещенной настроечной последовательности. Достигаются существенные выгоды, так как ошибка оценки канала часто является более пагубной для рабочих характеристик, чем ошибка в самих данных. Второе, с относительно низкими затратами, усовершенствование компенсирует искажение данных, если необходима большая выгода.Two types of enhancements are presented: one at zero cost, which estimates the interference from channel estimation by using an unbiased training sequence. Significant benefits are achieved, as the channel estimation error is often more detrimental to performance than the error in the data itself. The second, at relatively low cost, enhancement compensates for data distortion if a large gain is needed.

Модель IQ-разбаланса приведена ниже. Предложен анализ, чтобы показать, каким образом традиционная оценка канала, использующая настроечные последовательности, может подавлять часть IQ-разбаланса. Затем предложено прямое расширение для вычисления параметров IQ-разбаланса, доказывающее, что алгоритмы эффективны. С использованием оцененных параметров представлен простой алгоритм компенсации для ослабления искажения данных. Также приведены результаты имитационного моделирования для СШП связи WiMedia, а также предложения для внесения поправок в стандарт.The IQ imbalance model is shown below. An analysis is proposed to show how a traditional channel estimate using training sequences can suppress part of the IQ imbalance. Then a direct extension is proposed to calculate the IQ-imbalance parameters, proving that the algorithms are efficient. Using the estimated parameters, a simple compensation algorithm is presented to reduce data distortion. The results of simulation for UWB WiMedia communications, as well as proposals for amending the standard are also presented.

Модель IQ-разбалансаIQ Imbalance Model

IQ-разбаланс возникает, когда не сохраняются (амплитудный) баланс мощности или ортогональность (фаза) между синфазным (I) и квадратурным (Q) каналами. IQ-разбаланс поэтому характеризуется амплитудным разбалансом 2ε и фазовым разбалансом 2Δφ.IQ imbalance occurs when the (amplitude) power balance or orthogonality (phase) between in-phase (I) and quadrature (Q) channels is not maintained. The IQ imbalance is therefore characterized by an amplitude imbalance of 2ε and a phase imbalance of 2Δφ.

Сигналы временной областиTime Domain Signals

Комплексный символ x передается и принимается через каналы I и Q. В идеальном канале без помех символ x принимается неповрежденным. Но в присутствии IQ-разбаланса, вероятно, принимается зашумленный или искаженный вариант.The complex symbol x is transmitted and received through channels I and Q. In an ideal channel without interference, the symbol x is received intact. But in the presence of IQ imbalance, a noisy or distorted version is likely to be adopted.

Y=αx + βx* Y = αx + βx * (1)(one)

гдеWhere

A = cos(Δφ)+jεsin(Δφ),A = cos (Δφ) + jεsin (Δφ),

B = εcos(Δφ)-j sin(Δφ)B = εcos (Δφ) -j sin (Δφ) (2)(2)

являются комплексными величинами, моделирующими разбаланс, α≈1, а β≈0. Нелинейная модель (1) линеаризована посредством векторной формыare complex quantities that simulate imbalance, α≈1, and β≈0. Non-linear model ( 1 ) is linearized by means of a vector form

Figure 00000001
Figure 00000001

→ Y = BX→ Y = BX (3)(3)

B - матрица разбаланса. Вторая строка является рудиментарной, поскольку она является скопированным вариантом первой строки. Но она дает одинаковую размерность и тип входа и выхода, так что блоки разбаланса в передатчике и приемнике могут быть конкатенированы, как описано ниже. Матрица разбаланса в передатчике определена посредством Bt, а в приемнике она определена посредством Br.B is the unbalance matrix. The second line is rudimentary because it is a copied version of the first line. But it gives the same dimension and type of input and output, so that the unbalance blocks in the transmitter and receiver can be concatenated, as described below. The imbalance matrix in the transmitter is determined by B t , and in the receiver it is determined by B r .

Одноотводный каналSingle tap channel

Рассматривается одноотводный канал, пригодный для OFDM. Одноотводный канал h в подходящей матричной форме определяется какA single tap channel suitable for OFDM is considered. The single tap channel h in a suitable matrix form is defined as

H =

Figure 00000002
H =
Figure 00000002
(4)(four)

С разбалансом в передатчике и приемнике и при нормальном белом гауссовом шуме (AWGN) n в векторной форме N = (n n *)T принятый сигнал выражается в виде комбинации линейных блоковWith an imbalance in the transmitter and receiver and with normal white Gaussian noise (AWGN) n in the vector form N = ( n n * ) T, the received signal is expressed as a combination of linear blocks

Y = BrHBtX + NY = B r HB t X + N

Figure 00000003
H'X + N
Figure 00000003
H'X + N

Figure 00000004
Figure 00000004

→ y = h'x + β'x* + n→ y = h'x + β'x * + n (5)(5)

Общий результат состоит в том, что IQ-разбаланс и канал комбинируются, чтобы создать глобальный канал h', плюс нежелательное искажение или помеха, характеризующиеся глобальным параметром β' разбаланса. Глобальный параметр β' разбаланса изменяется, когда изменяется канал, и может нуждаться в регулярной оценке.The overall result is that the IQ imbalance and the channel are combined to create a global channel h ', plus unwanted distortion or interference characterized by a global unbalance parameter β'. The global imbalance parameter β ′ changes when the channel changes, and may need to be regularly evaluated.

Затем рассматривается состояние, где символ x вместо охвата полной комплексной плоскости ограничен заданной (одномерной, 1D) осью. Например, ось может быть ассоциирована с модуляцией BPSK, вещественной осью, мнимой осью или любой осью, расположенной между ними. В этом случае можно написать x* = kx, где k - комплексная константа (поворот), аThen, a state is considered where the symbol x, instead of covering the entire complex plane, is limited by a given (one-dimensional, 1D) axis. For example, an axis may be associated with BPSK modulation, a real axis, an imaginary axis, or any axis located between them. In this case, we can write x * = kx, where k is the complex constant (rotation), and

Y = (h' + β'k)x + nY = (h '+ β'k) x + n

Figure 00000003
h"x + n
Figure 00000003
h "x + n (6)(6)

Если x ограничен единственной осью, IQ-разбаланс стремится к нулю, становясь неотъемлемой частью общей характеристики канала.If x is bounded by a single axis, IQ imbalance tends to zero, becoming an integral part of the overall channel response.

Сигналы частотной областиFrequency domain signals

Несмотря на то что предыдущая модель применяется к сигналам временной области, далее рассмотрена модификация, где интересующий сигнал x задан в частотной области, на частоте f. Во временной области этот сигнал переносится комплексным тоном xej2πft. Заменяя выражения в уравнении (1), получаем:Despite the fact that the previous model is applied to signals of the time domain, a modification is considered below, where the signal of interest x is specified in the frequency domain, at a frequency f. In the time domain, this signal is carried by the complex tone xe j2πft . Replacing the expressions in equation ( 1 ), we obtain:

αxej2πft + βx*e-j2πft αxe j2πft + βx * e -j2πft (7)(7)

В OFDM помехи, создаваемые IQ-разбалансом, не обнаруживаются на той же самой частоте f, а скорее на зеркальной частоте -f и наоборот. То что передается на частоте -f, создает помеху на частоте +f. Если сигнал xm является сигналом, передаваемым на частоте -f, где индекс m обозначает параметр на зеркальной частоте -f, то на частоте -f получается следующееIn OFDM, interference caused by IQ imbalance is not detected at the same frequency f, but rather at a mirror frequency -f and vice versa. What is transmitted at a frequency of -f interferes at a frequency of + f. If the signal x m is the signal transmitted at the frequency -f, where the index m denotes the parameter at the mirror frequency -f, then at the frequency -f the following

αmxme-j2πft + βmxm*ej2πft α m x m e -j2πft + β m x m * e j2πft (8)(8)

Использовалось обобщение уравнений во временной области. Параметры α и β IQ-разбаланса здесь являются функцией частоты. Это моделирует разбаланс, обусловленный отличающимися фильтрами (основной полосы) нижних частот или полосовыми (ПЧ, IF) фильтрами в системе. Тракты I и Q не могут иметь точно соответствующих одинаковых фильтров, а отсюда разбаланс меняется в зависимости от частоты. В системах временной области эта разновидность разбаланса существует, но она является очень дорогостоящей для компенсации. Требуется компенсатор и расширение модели, чтобы иметь дело с разными свертками в разных каналах. Поэтому во временной области используется объемный или средний разбаланс. Системы частотной области способны использовать в своих интересах обыкновенную конструкцию компенсатора и моделировать разбаланс на почастотной основе.A generalization of equations in the time domain was used. The α and β parameters of the IQ imbalance here are a function of frequency. This models the imbalance due to different low-pass filters (main band) or band-pass (IF) filters in the system. The paths I and Q cannot have exactly the same matching filters, and from here the imbalance changes depending on the frequency. In time-domain systems, this kind of imbalance exists, but it is very costly to compensate. Compensator and model expansion are required to deal with different convolutions in different channels. Therefore, in the time domain, volume or medium imbalance is used. Frequency-domain systems are able to take advantage of the conventional compensator design and model imbalance on a frequency basis.

Если выход уравнений (7) и (8) объединяется по каждой поднесущей, наблюдается следующееIf the output of equations ( 7 ) and ( 8 ) is combined for each subcarrier, the following is observed

Y = (αx + βmxm*)ej2πft Y = (αx + β m x m * ) e j2πft

ym = (αmxm + βx*)e-j2πft y m = (α m x m + βx * ) e -j2πft (9)(9)

Опуская поднесущие (автоматически обрабатываемые посредством БПФ), линейная функция модели сигналов на +f и -f может быть записана в качествеBy omitting subcarriers (automatically processed by FFT), the linear function of the signal model at + f and -f can be written as

Figure 00000005
Figure 00000005

→ Y = BX→ Y = BX (10)(10)

В модели частотной области вторая строка больше не является рудиментарной. Модель, в едином представлении, имеет дело с парой зеркальных частот. Одноотводный канал h на частоте f и hm на частоте -f моделируется матрицейIn the frequency domain model, the second row is no longer rudimentary. The model, in a single view, deals with a pair of mirror frequencies. The single tap channel h at frequency f and h m at frequency -f are modeled by the matrix

H =

Figure 00000006
.H =
Figure 00000006
. (11)(eleven)

Шум n AWGN на частоте f и nm на частоте -f образуют вектор N = (

Figure 00000007
)Т шума. Сквозной моделью являетсяThe noise n AWGN at the frequency f and n m at the frequency -f form the vector N = (
Figure 00000007
) T noise. The cross-cutting model is

Y = BrHBtX + NY = B r HB t X + N

Figure 00000003
H'X + N
Figure 00000003
H'X + N

Figure 00000008
Figure 00000008

→ y = h'x + βm'xm* + n→ y = h'x + β m 'x m * + n

ym = hm'xm + β'x* + nm y m = h m 'x m + β'x * + n m (12)(12)

h', hm' - отводы глобального канала, а β', βm' - глобальные параметры разбаланса. Параметры разбаланса изменяются, когда изменяются каналы, и могут нуждаться в регулярной оценке.h ', h m ' are global channel taps, and β ', β m ' are global unbalance parameters. The unbalance parameters change when the channels change, and may need regular evaluation.

Поскольку IQ-разбаланс формирует помехи исключительно от зеркальной частоты, примечательны два интересных случая. Если на зеркальной частоте не передается никаких сигналов или канал достигает высшей отметки затухания, не создается никаких помех. Если, с другой стороны, сигнал или канал являются мощными, помехи могут быть значительными. Отсюда в OFDM влияние IQ-разбаланса является более проблематичным.Since IQ imbalance only interferes with the specular frequency, two interesting cases are noteworthy. If no signals are transmitted at the specular frequency or the channel reaches the highest attenuation, no interference will occur. If, on the other hand, the signal or channel is powerful, the interference can be significant. Hence, in OFDM, the effect of IQ imbalance is more problematic.

Традиционная оценка каналаTraditional channel rating

Перед рассмотрением алгоритмов компенсации показано, как без затрат может быть решена половина проблемы, просто посредством использования несмещенной настроечной последовательности. Несмещенная настроечная последовательность полностью устраняет помехи из оценки канала, заметно улучшая рабочие характеристики. Фактически ошибка в оценке канала часто более пагубна, чем ошибка в данных, так как оценка канала имеет тенденцию создавать смещение в группе.Before considering compensation algorithms, it is shown how half the problem can be solved without cost, simply by using an unbiased training sequence. An unbiased training sequence completely eliminates interference from channel estimation, significantly improving performance. In fact, the error in channel estimation is often more pernicious than the error in data, since channel estimation tends to create bias in the group.

Модель (12) стимулируется пилот-сигналами. На частоте +f передается пилот-сигнал p, а на частоте -f пилот-сигнал pm. При условии, что без потери обобщения пилот-сигналы имеют единичную норму (канал несет эффективную мощность), традиционная оценка канала на частоте f получается коррекцией поворота посредством p* Model ( 12 ) is stimulated by pilot signals. At frequency + f, pilot signal p is transmitted, and at frequency-f, pilot signal p m . Provided that, without loss of generalization, the pilot signals have a unit norm (the channel carries effective power), the traditional channel estimate at frequency f is obtained by the rotation correction by p *

Figure 00000009
= h'pp* + β'mpm*p* + n = h' + β'mpm*p* + n
Figure 00000009
= h'pp * + β ' m p m * p * + n = h' + β ' m p m * p * + n (13)(13)

Посредством усреднения нескольких замеров канала шум автоматически снижается (для ясности, коррекция поворота шума опущена). Что касается члена β'mpm*p*, многие системы OFDM (например, СШП связь WiMedia) используют настроечную последовательность, которая является просто повторяемым символом. Поэтому этот член не затухает при усреднении. Применение скремблирования +1 или -1 к взятому в целом символу OFDM не помогает, так как ничто не меняется, когда обращается знак обоих p* и pm*. Скорее, достигается следующее: после накопления некоторого количества замеров сумма произведений сводится к нулюBy averaging several channel measurements, the noise is automatically reduced (for clarity, noise rotation correction is omitted). For the β ' m p m * p * member, many OFDM systems (such as WiMedia UWB communication) use a training sequence, which is just a repeated character. Therefore, this term does not fade during averaging. Applying scrambling +1 or -1 to the OFDM symbol taken as a whole does not help, since nothing changes when the sign of both p * and p m * is inverted . Rather, the following is achieved: after accumulating a certain number of measurements, the sum of the works is reduced to zero

Σ ipipim = 0Σ i p i p im = 0 (14)(fourteen)

Часто настроечная последовательность состоит из одинакового количества символов, и достаточно гарантировать, что каждая пара суммируется в нольOften the training sequence consists of the same number of characters, and it is enough to guarantee that each pair is summed to zero

p1p1m + p2p2m = 0p 1 p 1m + p 2 p 2m = 0 (15)(fifteen)

Таблица 1
Примеры несмещенных настроечных последовательностей
Table 1
Examples of unbiased training sequences
P2=jp1 P 2 = jp 1 Второй настроечный символ является поворотом на 90 градусов первого настроечного символаThe second training symbol is a 90-degree rotation of the first training symbol P2 = p1, p2m = - p1m P 2 = p 1 , p 2m = - p 1m Для положительных частот сохраняют постоянный пилот-сигнал, для отрицательных частот постоянно инвертируют знакFor positive frequencies, a constant pilot signal is maintained; for negative frequencies, the sign is constantly inverted

Примеры простых последовательностей, которые удовлетворяют условию, приведены в таблице 1. Эти типы настроечных последовательностей указаны в качестве несмещенных настроечных последовательностей, так как, с одной стороны, создаются несмещенные оценки канала, а с другой стороны, настроечные сигналы равным образом покрывают измерения I и Q комплексной плоскости во временной области. Например, несмещенная настроечная последовательность не концентрируется только вдоль вещественной оси.Examples of simple sequences that satisfy the condition are shown in table 1 . These types of training sequences are indicated as unbiased training sequences since, on the one hand, unbiased channel estimates are generated, and on the other hand, training signals equally cover the I and Q dimensions of the complex plane in the time domain. For example, an unbiased training sequence does not concentrate only along the material axis.

В качестве доказательства: рассмотрим комплексный скаляр ai = pie = pime-jθ с единичной нормой, находящийся на равном расстоянии между точками pi и pim. Во временной области пилот-сигналы суммируются в 2aicos(2πft + θ). Во временной области и при заданном символе OFDM 2 зеркальных пилот-сигнала перекрывают единственное направление, определенное комплексной константой ai. Если передается L символов, полной (либо средней, либо накопленной) мощностью в направлении φ является Σi|

Figure 00000010
ai exp(-jφ)|2 = 0,5 L + 0,5
Figure 00000011
exp(-2jφ) Σaiai. Эта мощность постоянна в любом направлении φ тогда и только тогда, когда Σ iaiai ≡ Σ ipipim = 0. Достигается равномерное покрытие комплексной плоскости.As proof: we consider the complex scalar a i = p i e = p im e -jθ with the unit norm, located at an equal distance between the points p i and p im . In the time domain, the pilot signals are summed in 2a i cos (2πft + θ). In the time domain and for a given OFDM symbol, 2 mirrored pilot signals overlap the only direction defined by the complex constant a i . If L characters are transmitted, the total (either average or accumulated) power in the direction φ is Σ i |
Figure 00000010
a i exp (-jφ) | 2 = 0.5 L + 0.5
Figure 00000011
exp (-2jφ) Σa i a i . This power is constant in any direction φ if and only if Σ i a i a i ≡ Σ i p i p im = 0. A uniform coverage of the complex plane is achieved.

Оценка синфазно-квадратурного расхожденияEstimation of in-phase quadrature discrepancy

После оценки глобального канала h' рассматривается оценка глобального параметра βm' разбаланса. Тщательный анализ уравнения (12) показывает, что этот параметр может быть получен некоторым образом, прямо подобным способу для традиционной оценки канала. То есть βm' может трактоваться подобным «каналу», несущему пилот-сигнал pm*. Отсюда оценка расхождения может быть получена коррекцией поворота посредством pm. Условие для несмещенной оценки разбаланса идентично уравнению (14).After evaluating the global channel h ′, the estimation of the global imbalance parameter β m ′ is considered. A thorough analysis of equation ( 12 ) shows that this parameter can be obtained in some way, directly similar to the method for traditional channel estimation. That is, β m ′ may be treated like a “channel” carrying a pilot signal p m * . From here, the discrepancy estimate can be obtained by correcting the rotation by p m . The condition for the unbiased unbalance estimate is identical to equation ( 14 ).

Подводя итог вышесказанному, с использованием несмещенных настроечных последовательностей и двух традиционных оценок канала получаются хорошие оценки сквозного канала и параметра разбаланса (таблица 2).To summarize the above, using unbiased training sequences and two traditional channel estimates, good estimates of the end-to-end channel and unbalance parameter are obtained (table 2 ).

Таблица 2: Алгоритм оценкиTable 2: Evaluation Algorithm H'H ' β'm β ' m Коректировать поворот посредством p* Correct rotation with p * Корректировать поворот посредством pm Correct rotation with p m

Сглаживание по смежным поднесущимAdjacent Subcarrier Smoothing

В дополнение к усреднению по смежным символам OFDM оценка канала может быть сглажена по смежным поднесущим в пределах одного символа. В OFDM циклический префикс сделан коротким, и предполагается, что канал должен медленно меняться от тона к тону. Подобным образом фильтры в радиочастотной цепи должны иметь короткую временную характеристику, и их частотная характеристики также медленно меняется, то есть IQ-разбаланс медленно меняется по поднесущим. Такие же технологии сглаживания канала могут использоваться для сглаживания и улучшения оценки параметра разбаланса. При использовании несмещенных настроечных последовательностей нет взаимосвязи между оценкой канала и оценкой разбаланса. Каждая оценка может сглаживаться независимо.In addition to averaging over adjacent OFDM symbols, the channel estimate may be smoothed over adjacent subcarriers within the same symbol. In OFDM, the cyclic prefix is made short, and it is assumed that the channel should slowly change from tone to tone. Similarly, filters in an RF circuit must have a short time response, and their frequency response also changes slowly, i.e., the IQ imbalance slowly changes in the subcarriers. The same channel smoothing technologies can be used to smooth and improve the estimation of the unbalance parameter. When using unbiased training sequences, there is no relationship between the channel estimate and the unbalance estimate. Each score can be smoothed independently.

Если для оценки используется уникальный символ OFDM, можно находить несмещенную настроечную последовательность, которая удовлетворяет уравнению (14). В этом случае почти несмещенная настроечная последовательность может быть получена применением суммирования из уравнения (14) к группам из 2 или более смежных поднесущих. В таком случае сглаживание автоматически гасит все или часть из помех от зеркальных частот. Одно из решений состоит в том, чтобы поворачивать пилот-сигнал на 90 градусов на смежной поднесущей (смещая в зеркальных направлениях на положительной и отрицательных частотах).If a unique OFDM symbol is used for evaluation, an unbiased training sequence can be found that satisfies equation ( 14 ). In this case, an almost unbiased training sequence can be obtained by applying the summation from equation ( 14 ) to groups of 2 or more adjacent subcarriers. In this case, anti-aliasing automatically dampens all or part of the interference from the mirror frequencies. One solution is to rotate the pilot signal 90 degrees on an adjacent subcarrier (shifting in mirror directions at positive and negative frequencies).

Эффект сглаживания оценки канала по смежным частотам может быть выполнен с использованием свертки с весовым вектором, нежели простым усреднением каждого пилот-сигнала независимо друг от друга. Такой же эффект сглаживания также применяется к параметру B IQ-разбаланса.The effect of smoothing the channel estimate by adjacent frequencies can be performed using convolution with a weight vector, rather than simply averaging each pilot signal independently of each other. The same smoothing effect also applies to parameter B of the IQ imbalance.

Из уравнений оценки канала может быть видно, что после усреднения по многочисленным периодам символов (например, символов OFDM) оценка (h') канала равна исходному каналу h плюс некоторые нежелательные члены:From the channel estimation equations, it can be seen that after averaging over multiple periods of symbols (e.g., OFDM symbols), the channel estimate (h ' ) is equal to the original channel h plus some undesirable terms:

h' = h + (1/P) Bm sum{pi* pim*} + nh '= h + (1 / P) B m sum {p i * p im * } + n

где P - полная мощность пилот-сигнала, обычно предполагается постоянной от одного символа к следующему. Но значение P не должно быть постоянным в общем случае, «n» - шум, а pi и pim - интересующий пилот-сигнал на частоте f и зеркальный пилот-сигнал на частоте -f соответственно.where P is the total pilot power, usually assumed to be constant from one symbol to the next. But the value of P should not be constant in the general case, “n” is noise, and p i and p im are the pilot signal of interest at the frequency f and the mirror pilot signal at the frequency -f, respectively.

Вышеприведенные уравнения предполагают, что усреднение происходит для каждой пары пилот-сигнала и зеркального пилот-сигнала, причем индекс i и зеркальный индекс im независимы от других пилот-сигналов (например, индекса i' и i'm). То есть каждая пара может обрабатываться отдельно посредством сбора наблюдаемых значений для каждой пары на многочисленных периодах символов и вывода среднего.The above equations assume that averaging occurs for each pair of pilot signal and mirror pilot signal, with index i and mirror index im being independent of other pilot signals (e.g., index i 'and i'm). That is, each pair can be processed separately by collecting the observed values for each pair over multiple symbol periods and outputting an average.

Однако если смежные пилот-сигналы усредняются, получается новое среднее канала, как изложено ниже:However, if adjacent pilots are averaged, a new channel average is obtained, as follows:

h' = h + sum{wj-i Bim pi* pim*} + n,h '= h + sum {w ji B im p i * p im * } + n,

где индекс i теперь обозначает скорее смежные поднесущие, чем разные периоды символов. Индекс j - центральный пилот-сигнал, а wj-i - весовая функция. В таком случае формула wj-iBimpi*pim* может быть записана в виде свертки:where the index i now denotes adjacent subcarriers rather than different periods of characters. Index j is the central pilot signal, and w ji is the weight function. In this case, the formula w ji B im p i * p im * can be written as a convolution:

w * (Bm p* pm*) = 0.w * (B m p * p m * ) = 0.

Примечание: символ « * » обозначает свертку, тогда как «*» (надстрочный индекс) обозначает комплексное сопряжение.Note: the symbol “ * ” indicates a convolution, while “ * ” (superscript) indicates complex conjugation.

Весовая функция w известна и зависит от того, каким образом усреднен канал. Пилот-сигналы p и pm являются неизвестными. Посредством оптимизации пилот-сигналов значением уравнения, которое является нежелательным шумом, добавленным к h, могут быть минимизированные параметры Bm разбаланса. Параметр Bm является неизвестным в этом уравнении и зависит от физических аппаратных средств (IQ-разбаланса). Но поскольку Bm неизвестен в то время, когда оптимизируются p и pm, и если предполагается, что усреднение по смежным частотам означает, что Bm не меняется значительно, то может быть допущено, что Bm является независимой от индекса i константой. Отсюда член Bm может быть исключен из уравнения, чтобы получитьThe weight function w is known and depends on how the channel is averaged. The pilot signals p and p m are unknown. By optimizing the pilot signals, the value of the equation, which is the unwanted noise added to h, can be minimized unbalance parameters B m . The parameter B m is unknown in this equation and depends on physical hardware (IQ imbalance). But since B m is unknown at the time when p and p m are optimized, and if it is assumed that averaging over adjacent frequencies means that B m does not change significantly, it can be assumed that B m is a constant independent of index i. From here, the term B m can be excluded from the equation to obtain

w * (p* pm*) = 0,w * (p * p m * ) = 0,

чья мощность минимизирована для данной формы сигнала w. Например, ограничением значений p и pm мощность может оставаться постоянной, в то время как изменяется индекс i.whose power is minimized for a given waveform w. For example, by limiting the values of p and p m, the power can remain constant, while the index i changes.

В отсутствие ограничений (иных, чем полная мощность пилот-сигнала) эта задача не слишком трудна для решения. Свертка может быть записана в виде матрицы W Теплица, образованной вектором w, который синхронизирован с вектором A = (p* pm*). Чтобы минимизировать мощность свертки WA, т.е. норму вектора, оптимально:In the absence of restrictions (other than the total power of the pilot signal), this task is not too difficult to solve. The convolution can be written in the form of the matrix W Toeplitz formed by the vector w, which is synchronized with the vector A = (p * p m * ). To minimize the power of convolution WA, i.e. the norm of the vector, optimally:

min AHWHWA.min A H W H WA.

Примечание: «A» содержит в себе зависимые члены. То есть A(i) и A(im) - равные члены. Значит, известна только половина «A», что создает немного более трудную для решения проблему. Но если w симметричен относительно начала координат, то матрица и вектор могут быть зеркально отражены. То, что остается, представляет собой матрицу с размером, уменьшенным вдвое, и вектор W и A'. В таком случае оптимальной сверткой WA является:Note: “A” contains dependent members. That is, A (i) and A (im) are equal members. This means that only half of the “A” is known, which creates a slightly more difficult problem to solve. But if w is symmetric about the origin, then the matrix and the vector can be mirrored. What remains is a matrix with a size reduced by half, and the vector W and A '. In this case, the optimal convolution WA is:

min A'HW'HW'A'min A 'H W ' H W'A '

при условии, что полная мощность пилот-сигнала является постоянной. Это решение все же не является простым, если не предположить, что полная мощность пилот-сигнала приблизительно равнозначна, так что норма у A' постоянна. Исходя из этого нового предположения в таком случае решением для задачи является меньший собственный вектор матрицы W'HW'.provided that the total pilot power is constant. This solution is still not simple, if we do not assume that the total power of the pilot signal is approximately equivalent, so that the norm at A 'is constant. Based on this new assumption, in this case, the solution to the problem is a smaller eigenvector of the matrix W 'H W'.

При условии многочисленных упомянутых выше допущений задача теперь легко разрешима. Решение дает идею формы пилот-сигналов. Однако одно из предположений очень часто недействительно. Обычно пилот-сигналы имеют очень простую конструкцию, такую как 1+j, или 1, либо j и т.д. Иначе пилот-сигналы имеют, по меньшей мере, постоянную норму, отсюда exp(jθ).Under the many assumptions mentioned above, the problem is now easily solvable. The solution gives an idea of the shape of the pilot signals. However, one of the assumptions is very often invalid. Typically, pilot signals have a very simple construction, such as 1 + j, or 1, or j, etc. Otherwise, the pilot signals have at least a constant rate, hence exp (jθ).

При условии этого нового ограничения задача может быть решена с использованием технологий оптимизации. Поскольку полезными являются несмещенные настроечные сигналы с ошибкой в 25% или даже 50%, можно достичь превосходных рабочих характеристик. Отсюда достаточно найти простую форму пилот-сигналов, которые имеют тенденцию быть несмещенными, будучи несмещенными на 100%, что на самом деле затруднительно для достижения.Subject to this new limitation, the problem can be solved using optimization technologies. Since unbiased training signals with an error of 25% or even 50% are useful, excellent performance can be achieved. From here it is enough to find a simple form of pilot signals that tend to be unbiased, being 100% unbiased, which is actually difficult to achieve.

Такая форма может быть получена посредством допущения, что w является медленно меняющейся. Поэтому каждые 2 смежных пилот-сигнала могут сливаться воедино и задача для этих двух пилот-сигналов может оптимизироваться отдельно при условии постоянного w. В таком случае может быть выведена общая форма пилот-сигналов. Объединение каждых двух смежных пилот-сигналов воедино, усреднение их, как будто нет никакого взвешивания w (или есть постоянный вес), возвращает к исходной формуле для сглаженного по частоте несмещенного настроечного сигнала:This form can be obtained by assuming that w is slowly changing. Therefore, every 2 adjacent pilots can be merged and the task for these two pilots can be optimized separately under the condition of constant w. In this case, the general shape of the pilot signals can be derived. Combining every two adjacent pilot signals together, averaging them as if there is no weighting w (or there is a constant weight), returns to the original formula for a frequency-smoothed unbiased training signal:

p1 p1m + p2 p2m = 0,p 1 p 1m + p 2 p 2m = 0,

где p1 и p2 являются скорее смежными по частоте, чем попадающими в следующие друг за другом периоды символов. Один простой FSTS включает в себя поворот пилот-сигналов на 90 градусов от одного пилот-сигнала к следующему по частоте с перемещением зеркальным образом от центральной частоты к граничной частоте. В качестве альтернативы знак пилот-сигналов отрицательной (зеркальной) частоты может перебрасываться наряду с сохранением прежнего знака для пилот-сигналов положительной (опорной) частоты (или наоборот). Возможны другие комбинации, которые добиваются хорошего скремблирования.where p 1 and p 2 are rather adjacent in frequency than falling into consecutive periods of characters. One simple FSTS involves rotating the pilot signals 90 degrees from one pilot signal to the next in frequency with a mirror-like movement from the center frequency to the cutoff frequency. Alternatively, the sign of the pilot signals of the negative (mirror) frequency can be exchanged along with the same sign for the pilot signals of the positive (reference) frequency (or vice versa). Other combinations are possible that achieve good scrambling.

Моделирования для СШП связи WiMedia с использованием всех пилот-сигналов положительной (опорной частоты), установленных равными 1, с инвертируемым знаком каждого другого пилот-сигнала отрицательной (зеркальной) частоты (например, +1, -1, +1, -1, и т.д.) показывают превосходные результаты, сравнимые с несмещенной по времени настроечной последовательностью. Сглаживание по частоте выполняется посредством w = синусной функции с относительно медленными изменениями от одного пилот-сигнала к другому пилот-сигналу. Эта весовая функция предписана другими требованиями (такими, как улучшение оценки канала даже в отсутствие IQ-разбаланса).Simulations for WiMedia UWB communications using all positive (reference frequency) pilot signals set to 1, with the inverted sign of each other negative (mirror) frequency pilot signal (e.g. +1, -1, +1, -1, and etc.) show excellent results, comparable to a time-offset training sequence. Frequency smoothing is performed by the w = sine function with relatively slow changes from one pilot signal to another pilot signal. This weighting function is prescribed by other requirements (such as improving channel estimation even in the absence of IQ imbalance).

ОценкаRating

Использование несмещенных настроечных последовательностей и результаты вышеупомянутой традиционной оценки канала являются оценкой метода наименьших квадратов (LS). Из всех оценок LS восприятие минимальной среднеквадратической ошибки (MMSE) показывает значительную величину.The use of unbiased training sequences and the results of the aforementioned traditional channel estimation are the least squares (LS) estimation. Of all the LS estimates, the perception of minimum mean square error (MMSE) is significant.

Оценка метода наименьших квадратовLeast Squares Estimation

L передач Xi, L шумовых членов Ni и L наблюдений Yi могут быть соответственно объединены в матрицы 2 на LL gears X i , L noise terms N i and L observations Y i can be respectively combined into matrices 2 on L

Figure 00000012
Figure 00000012
(16)(16)

В таком случае уравнение (12) становитсяIn this case, equation ( 12 ) becomes

Y= H'X + NY = H ' X + N (17)(17)

Неизвестным является H'. Оценкой LS являетсяUnknown is H '. LS score is

Figure 00000013
Figure 00000013
(18)(eighteen)

Когда условие (14) удовлетворено, легко проверить, что XXH является диагональной (перекрестные члены стремятся к нулю). Она пропорциональна единичной матрице, поскольку пилот-сигналы нормированы единичной нормой. В таком случаеWhen condition ( 14 ) is satisfied, it is easy to verify that XX H is diagonal (the cross terms tend to zero). It is proportional to the unit matrix, since the pilot signals are normalized to the unit rate. In this case

Figure 00000014
Figure 00000014
(19)(19)

является строго четырьмя традиционными оценками канала с коррекциями поворота соответственно посредством pi*, pim, pim* и pi, как описано в предыдущем разделе. Две оценки получены для частоты f и две оценки для зеркальной частоты -f.are strictly four traditional channel estimates with rotation corrections, respectively, by p i * , p im , p im * and p i , as described in the previous section. Two estimates were obtained for frequency f and two estimates for specular frequency -f.

Оптимальная оценкаOptimal score

Несмещенные настроечные последовательности и традиционные оценки канала являются оценкой LS. Но любая оценка

Figure 00000015
также является оценкой LS. Ниже показано, что использование несмещенных настроечных последовательностей дает в результате отличную оценку. Модель (17) может рассматриваться в качестве неизвестной информации H', отправленной посредством 2 следующих друг за другом передач через 2 вектора (строки Х) в пространстве размерности L. Обозначим посредством X j, N j и Y j соответственно строку j у X, N и Y, где j∈{1,2}. Модели (12) и (17) могут быть записаныUnbiased training sequences and traditional channel estimates are an LS estimate. But any assessment
Figure 00000015
also an LS score. It is shown below that the use of unbiased training sequences results in an excellent score. Model ( 17 ) can be considered as unknown information H 'sent by 2 successive transmissions through 2 vectors (rows X) in a space of dimension L. Denote by X j , N j and Y j respectively the row j of X , N and Y , where j∈ {1,2}. Models ( 12 ) and ( 17 ) can be written

Y1 = h'X1 + β'mX2 + N1 Y 1 = h'X 1 + β ' m X 2 + N 1 Y2 = β'X1 + h'mX2 + N2 Y 2 = β'X 1 + h ' m X 2 + N 2 (20)(twenty)

Есть 2 передачи, каждая включающая в себя 2 вектора X1 и X2, и где каждый вектор несет информацию о комплексной амплитуде, которая должна оцениваться. Оценка LS состоит из проецирования на каждый вектор параллельно другому вектору, для того чтобы нейтрализовать помехи. Очень хороший результат получается, когда 2 вектора ортогональны, то есть когда скалярное произведение (14) равно нулю. Несмещенные настроечные последовательности по определению являются настроечными последовательностями, которые проверяют это условие. Другие последовательности используют неортогональные векторы и страдают потерей характеристической функции угла между векторами X1 и X2. Многие системы OFDM в настоящее время используют очень плохую разновидность настроечных последовательностей, где X1, X2 коллинеарны, и невозможно надлежащим образом оценивать 4 элемента в H'. Эти настроечные последовательности имеют тенденцию оценивать более шумные варианты каналов h' и h'm.There are 2 transmissions, each including 2 vectors X 1 and X 2 , and where each vector carries information about the complex amplitude, which must be estimated. The LS estimate consists of projecting onto each vector parallel to another vector in order to neutralize the interference. A very good result is obtained when 2 vectors are orthogonal, that is, when the scalar product ( 14 ) is equal to zero. Unbiased training sequences are, by definition, training sequences that verify this condition. Other sequences use non-orthogonal vectors and suffer the loss of the characteristic function of the angle between the vectors X 1 and X 2 . Many OFDM systems currently use a very poor variety of training sequences, where X 1 , X 2 are collinear, and it is not possible to properly evaluate 4 elements in H '. These training sequences tend to evaluate the noisier channel options h 'and h' m .

Для расчета среднеквадратических ошибок (MSE) ошибкой оценки является

Figure 00000016
Это матрица 2 на 2, то есть 4 значения ошибок. Каждое значение может быть изолировано умножением слева и справа комбинацией векторов (1 0)T и (0 1)T. При условии, что ENNH - единичная матрица или, в более общем смысле, диагональная матрица с элементами σ2 и σm2, может быть показано, что MSE у
Figure 00000017
и
Figure 00000018
соответственно являются первым и вторым диагональными элементами у σ2(XXH)-1. А для
Figure 00000019
и
Figure 00000020
MSE соответственно являются первым и вторым диагональным элементом у σm2(XXH)-1.To calculate the mean square errors (MSE), the estimation error is
Figure 00000016
This is a 2 by 2 matrix, i.e. 4 error values. Each value can be isolated by multiplying the left and right vectors with a combination of (1 0) T and (0 1) T. Provided that ENN H is the identity matrix or, in a more general sense, a diagonal matrix with elements σ 2 and σ m 2 , it can be shown that MSE
Figure 00000017
and
Figure 00000018
respectively, are the first and second diagonal elements of σ 2 (XX H ) -1 . And for
Figure 00000019
and
Figure 00000020
MSE are respectively the first and second diagonal element in σ m 2 (XX H ) -1 .

Суммарная MSE равна 2(σ2m2)tr(XXH)-1. Далее, задача состоит в том, чтобы найти X, который минимизирует tr(XXH)-1 при условии ограничения, что полная мощность пилот-сигнала постоянна, то есть tr(XXH) = 2L. С использованием разложения по собственным значениям задача может быть записана как задача минимизации Σ1/λj при условии, что Σλj является постоянной. Задача решается неопределенными множителями Лагранжа и обычно является оптимальной, когда все собственные значения равны. Это означает, что XXH = LI пропорциональна единичной матрице.The total MSE is 2 (σ 2 + σ m 2 ) tr (XX H ) -1 . Further, the task is to find X that minimizes tr (XX H ) -1 , provided that the total pilot power is constant, that is, tr (XX H ) = 2L. Using the expansion in eigenvalues, the problem can be written as the problem of minimizing Σ1 / λ j provided that Σλ j is constant. The problem is solved by uncertain Lagrange multipliers and is usually optimal when all eigenvalues are equal. This means that XX H = LI is proportional to the identity matrix.

Суммарная MSE была минимизирована, а результирующей MSE для каждого элемента является σ2/L или σm2/L. Но эта MSE для каждого элемента, вероятно, будет наилучшей, которая может быть получена, даже если используется одиночная векторная передача. Маловероятно, что MSE будет улучшена для 2 векторных передач, потому MSE для каждого элемента была минимизирована. Несмещенные настроечные последовательности плюс традиционная оценка канала являются MMSE из всех оценок LS.The total MSE has been minimized, and the resulting MSE for each element is σ 2 / L or σ m 2 / L. But this MSE for each element is likely to be the best that can be obtained even if a single vector transmission is used. It is unlikely that the MSE will be improved for 2 vector transmissions, because the MSE for each element has been minimized. Unbiased training sequences plus traditional channel rating are MMSEs of all LS ratings.

Компенсация IQ-разбалансаIQ imbalance compensation

Если выгода от несмещенной оценки канала недостаточна, параметры IQ-разбаланса могут быть оценены (как описано ранее) и применены для компенсации искажения данных. H' оценивается в модели (12), Y=H'X+N. Далее обращается внимание на неизвестные данные X. Модель является такой же, как для любого 2-отводного канала со взаимными корреляциями. Может быть приспособлен любой алгоритм компенсации канала. Представлен простой алгоритм компенсации, пригодный для повсеместных кодированных каналов QAM и замирания с побитовым перемежением.If the benefit from an unbiased channel estimate is insufficient, IQ imbalance parameters can be estimated (as described previously) and applied to compensate for data distortion. H 'is estimated in model ( 12 ), Y = H'X + N. Next, attention is drawn to the unknown X data. The model is the same as for any 2-tap channel with cross-correlations. Any channel compensation algorithm can be adapted. A simple compensation algorithm is presented, suitable for ubiquitous coded QAM channels and bit-wise fading.

Одна из проблем при подходе с форсированием нуля (ZF), H'-lY = X + H'-1N, состоит в том, что он усиливает шум, когда слаб зеркальный канал, если не учитывается сложный окрашенный шум. Представленное решение использует ZF, но только когда зеркальный канал не является слабым. В уравнении (12) посредством замещения xm его значением получается следующееOne of the problems with the ZF approach, H ' -l Y = X + H' -1 N, is that it amplifies noise when the mirror channel is weak, if complex colored noise is not taken into account. The presented solution uses ZF, but only when the mirror channel is not weak. In equation ( 12 ), by replacing x m with its value, we obtain the following

y = (h'-βm'β'*/hm'*)x+(βm'/hm'*)ym*-(βm'/hm'*)nm*+n
≈ h'x+(βm '/h m ' *)ym*+n'+n
y = (h'-β m 'β' * / h m ' * ) x + (β m ' / h m ' * ) y m * - (β m ' / h m ' * ) n m * + n
≈ h'x + (β m ' / h m ' * ) y m * + n '+ n
(21)(21)

где n'

Figure 00000003
-(βm'/hm'*)nm* - усиление шума. Примечание: предполагается, что член разбаланса второго порядка β'*βm' << h'hm'*. Когда это приближение недействительно, рассматривается скорректированный канал h'c
Figure 00000003
h'- βm'β'*/hm'*, который влечет за собой точную оценку канала и параметров разбаланса. В основном технология ZF состоит из вычисленияwhere n '
Figure 00000003
- (β m '/ h m ' * ) n m * - noise amplification. Note: it is assumed that the second-order unbalance member is β ' * β m '<<h'h m ' * . When this approximation is not valid, the corrected channel h ' c is considered
Figure 00000003
h'- β m 'β' * / h m ' * , which entails an accurate estimate of the channel and unbalance parameters. Basically, ZF technology consists of computing

z = y-(βm'/hm'*)ym*≈h'x+n'+nz = y- (β m '/ h m ' * ) y m * ≈h'x + n '+ n (22)(22)

Вычитанием величины (βm'/hm')ym зеркальной частоты из принятого сигнала y получается простая модель канала без IQ-разбаланса. Оставшаяся часть цепи декодирования неизменна.Subtracting the value (β m '/ h m ') y m of the mirror frequency from the received signal y yields a simple channel model without IQ imbalance. The rest of the decoding chain is unchanged.

Это решение хорошо работает до тех пор, пока усиление шума слабее, чем исходные помехи от IQ-разбаланса, то есть |n'|2 < |βm'xm*|2. Если нет, то скорее предпочтительнее использовать исходный y, чем скорректированный на разбаланс z. Для того чтобы принять решение, необязательно оценивать n'. Может быть выбрано устойчивое к ошибкам усовершенствование в виде усреднения. Таким образом, учитывают ожидаемые значенияThis solution works well as long as the noise gain is weaker than the original interference from the IQ imbalance, that is, | n '| 2 <| β m 'x m * | 2 . If not, it is likely to use the original y rather than the unbalance corrected z. In order to make a decision, it is not necessary to evaluate n '. An error-resistant improvement in the form of averaging can be selected. Thus, expected values are taken into account

E|n'|2=(|βm'|2/|hm'|2)E|nm|2<|βm'|2E|xm*|2 E | n '| 2 = (| β m '| 2 / | h m ' | 2 ) E | n m | 2 <| β m '| 2 E | x m * | 2

→ |hm'|2

Figure 00000021
Figure 00000003
SNRm>1→ | h m '| 2
Figure 00000021
Figure 00000003
SNR m > 1 (23)(23)

Когда отношение SNRm сигнала зеркальной частоты к шуму больше чем 1, используется член z скорректированного разбаланса. Иначе сохраняется исходный сигнал y. Вследствие неточности оценки канала и разбаланса безопаснее использовать большее SNR, например SNRm>2 хорошо работает для СШП связи WiMedia. Заметим, что SNRm обычно может быть получено из глобального SNR с помощью формулы SNRm = |hm'|2SNR.When the ratio of the SNR m of the mirror-frequency signal to noise is greater than 1, the corrected unbalance term z is used. Otherwise, the original signal y is stored. Due to inaccurate channel estimation and imbalance, it is safer to use a larger SNR, for example, SNR m > 2 works well for WiMedia UWB communication. Note that SNR m can usually be obtained from the global SNR using the formula SNR m = | h m '| 2 SNR.

Таблица 3 обобщает алгоритм ZF с исключением усиления шума.Table 3 summarizes the ZF algorithm with the exception of noise amplification.

Таблица 3
Алгоритм компенсации
Table 3
Compensation Algorithm
SNRm<1+δSNR m <1 + δ SNRm>1+δSNR m > 1 + δ z=yz = y z=y-(βm'/hm')ym z = y- (β m '/ h m ') y m

Результаты моделированияSimulation results

Фиг.10 иллюстрирует рабочую характеристику, достигаемую применением алгоритмов несмещенного настроечного сигнала к стандарту СШП связи WiMedia. Наивысшая скорость передачи данных, 480 Мбит/с, моделируется в модели CM2 канала IEEE 802.15.3 (пикосреда в помещении порядка 4 метров). Экранирование и скачкообразная перестройка полосы выключены. IQ-разбаланс является постоянным и равным 2ε = 10% (0,8 дБ) по амплитуде и 2Δφ = 10 градусов по фазе. Одинаковая величина разбаланса присутствует в передатчике и приемнике. Чертеж показывает частоту появления ошибок пакетов (PER) в качестве функции Eb/No. Рабочие характеристики быстро ухудшаются без какого бы то ни было вида компенсации. Таблица 4 перечисляет недостатки различных алгоритмов по отношению к идеальному случаю.10 illustrates the performance achieved by applying unbiased training signal algorithms to the WiMedia UWB standard. The highest data transfer rate, 480 Mbps, is modeled in the CM2 model of the IEEE 802.15.3 channel (picomedia in the room is about 4 meters). Shielding and hopping are disabled. The IQ imbalance is constant and equal to 2ε = 10% (0.8 dB) in amplitude and 2Δφ = 10 degrees in phase. The same amount of unbalance is present in the transmitter and receiver. The drawing shows the packet error rate (PER) as an Eb / No function. Performance deteriorates rapidly without any form of compensation. Table 4 lists the disadvantages of various algorithms with respect to the ideal case.

Таблица 4
СШП WiMedia: потеря из-за IQ-разбаланса при PER в 10-2
Table 4
WiMedia UWB: IQ Imbalance Loss at PER of 10 -2
Действующий стандартCurrent standard Несмещенная настройкаUnbiased setting КомпенсацияCompensation 3,1 дБ3.1 dB 1,1 дБ1.1 dB 0,35 дБ0.35 dB

Сквозной IQ-разбаланс и канал объединяются, чтобы сформировать глобальную матрицу канала с размерностью 2 на 2. Использование несмещенных настроечных последовательностей достигает значительных выгод при отсутствии затрат. Несмещенные настроечные последовательности автоматически нейтрализуют сквозные самогенерирующиеся помехи из оценки канала. Более того, такие настроечные последовательности идеальны для оценки параметров IQ-разбаланса, и приведен простой алгоритм для компенсации искажения данных: форсирование нуля с исключением усиления шума.End-to-end IQ imbalance and channel combine to form a global 2 by 2 channel matrix. Using unbiased training sequences achieves significant benefits without cost. Unbiased training sequences automatically neutralize end-to-end self-generated interference from the channel estimate. Moreover, such training sequences are ideal for estimating IQ-imbalance parameters, and a simple algorithm for compensating for data distortion is presented: forcing zero with the exception of noise amplification.

СШП связь WiMedia, в частности, извлекает пользу из следующего усовершенствования: традиционная смещенная настроечная последовательность, которая состоит из 6 символов, передаваемых исключительно по каналу I, может быть поделена на 2 половины, чтобы создать несмещенную последовательность. Первые 3 символа отправляются по каналу I, а последние 3 символа отправляются по каналу Q. Посредством равномерного охвата комплексной плоскости создается несмещенная настроечная последовательность с большими выгодами для высоких скоростей передачи данных. Ради обратной совместимости эта схема может быть предназначена для режимов высокоскоростной передачи данных и сигнализироваться посредством маяковых сигналов или тип настроечной последовательности может детектироваться вслепую.WiMedia UWB communications, in particular, benefit from the following enhancements: the traditional offset training sequence, which consists of 6 characters transmitted exclusively on channel I, can be divided into 2 halves to create an unbiased sequence. The first 3 characters are sent on channel I, and the last 3 characters are sent on channel Q. By uniformly covering the complex plane, an unbiased training sequence is created with great benefits for high data rates. For the sake of backward compatibility, this circuit can be designed for high-speed data transmission modes and can be signaled by beacon signals or the type of training sequence can be blindly detected.

В OFDMA (например, WiMAX) поднесущие f и -f могут быть назначены разным пользователям. Значительные помехи могут возникать, если управление мощностью приводит одного пользователя на высокий уровень мощности. Поэтому хорошей идеей является расположение пилот-сигналов разных пользователей на зеркальных поднесущих. Пилот-сигналы должны удовлетворять критерию несмещенной настроечной последовательности. Каждый пользователь автоматически извлекает пользу без дополнительных усилий. Пилот-сигналы могут скачкообразно перестраиваться на другие расположения наряду с сохранением зеркальных положений.In OFDMA (e.g., WiMAX), the subcarriers f and -f can be assigned to different users. Significant interference can occur if the power control brings one user to a high power level. Therefore, it is a good idea to arrange the pilot signals of different users on the mirror subcarriers. Pilot signals must meet the criteria for an unbiased training sequence. Each user automatically benefits without additional effort. Pilot signals can hop-hop to other locations while maintaining mirroring.

Формулы временной области могут быть расширены до множественного доступа с кодовым разделением (CDMA) с помощью многоотводного компенсатора, объединяющего несколько одноотводных каналов. Несмещенные настроечные последовательности автоматически улучшают оценку канала для каждого отвода. Простая несмещенная настроечная последовательность для CDMA состоит из постоянно поворачивающихся на 90 градусов комплексных символов.Time domain formulas can be expanded to code division multiple access (CDMA) using a multi-tap equalizer combining multiple single tap channels. Unbiased training sequences automatically improve channel estimation for each tap. A simple unbiased training sequence for CDMA consists of continuously rotated 90 degrees complex characters.

Теория может быть расширена на другие системы временной области (например, TDMA), кроме CDMA. Оценка канала получается сверткой принятого сигнала с согласованным фильтром, который является зеркальным вариантом комплексного сопряжения FSTS. Другими словами, игнорируя AWGN, она является сверткой канала, переданного FSTS и согласованного фильтра. Может быть показано, что оценка канала содержит член (смещения) собственных помех, формируемый IQ-разбалансом. Рассматривая уравнение в частотной области, член собственных помех может быть сделан почти стремящимся к нулю, если FSTS выбран тщательным образом. Действительно, посредством использования вышеописанных FSTS собственные помехи имеют тенденцию сходить на нет после суммирования значений из смежных тонов (при условии медленных изменений канала). Отсюда несмещенный настроечный сигнал для систем временной области может быть сконструирован с ограничениями частотной области на смежных тонах.The theory can be extended to other time-domain systems (e.g., TDMA) other than CDMA. The channel estimate is obtained by convolution of the received signal with a matched filter, which is a mirror version of the complex interface FSTS. In other words, ignoring AWGN, it is a convolution of the channel transmitted by the FSTS and the matched filter. It can be shown that the channel estimate contains the term (bias) of the intrinsic interference formed by the IQ imbalance. Considering the equation in the frequency domain, the term of intrinsic interference can be made almost tending to zero if the FSTS is chosen carefully. Indeed, through the use of the above-described FSTSs, the interference itself tends to disappear after summing the values from adjacent tones (subject to slow channel changes). Hence, an unbiased training signal for time-domain systems can be designed with frequency-domain restrictions on adjacent tones.

Фактически были изучены настроечные последовательности GSM и обнаружено, что некоторые настроечные последовательности и определенные углы поворота модуляции MSK (манипуляцией с минимальным сдвигом) ведут себя лучше, чем другие. Не приведена простая интерпретация того, почему есть разница в рабочих характеристиках. Как упомянуто выше для систем временной области, разность в рабочих характеристиках может быть обусловлена хорошим (несмещенным) против плохого охвата комплексной плоскости во временной области каждой группой смежных поднесущих и их зеркальных поднесущих.In fact, GSM training sequences were studied and it was found that some training sequences and certain rotation angles of the MSK modulation (minimal shift manipulation) behave better than others. There is no simple interpretation of why there is a difference in performance. As mentioned above for time-domain systems, the difference in performance can be due to good (unbiased) versus poor coverage of the complex plane in the time domain by each group of adjacent subcarriers and their mirror subcarriers.

Фиг.11 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая способ подачи сглаженного по частоте настроечного сигнала связи. Хотя способ для ясности проиллюстрирован в качестве последовательности пронумерованных этапов, нумерация необязательно диктует очередность этапов. Должно быть понятно, что некоторые из этих этапов могут быть пропущены, выполняться параллельно или выполняться без требования обеспечения строгого порядка следования. В качестве используемых в материалах настоящей заявки термины «формирующий», «выводящий» и «умножающий» указывают ссылкой на последовательности операций, которые могут задействоваться благодаря использованию машиночитаемых инструкций программного обеспечения, аппаратных средств или комбинации программного обеспечения и аппаратных средств. Способ начинается на этапе 1100.11 is a flowchart illustrating a method of supplying a frequency-smoothed communication tuning signal. Although the method is illustrated for clarity as a sequence of numbered steps, numbering does not necessarily dictate the order of steps. It should be understood that some of these steps may be skipped, performed in parallel, or performed without requiring a strict ordering. As used in the materials of this application, the terms “generating,” “outputting,” and “multiplying” indicate a sequence of operations that may be involved through the use of machine-readable software instructions, hardware, or a combination of software and hardware. The method begins at block 1100.

Этап 1102 формирует сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал в передатчике квадратурной модуляции. Сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал включает в себя множество произведений пилот-сигналов, где каждое произведение пилот-сигналов включает в себя информацию комплексной плоскости, представленную опорной частотной поднесущей, умноженную на информацию комплексной плоскости, представленную зеркальной частотной поднесущей. Сумма множества произведений пилот-сигналов равна нулю. Этап 1104 подает сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал в пределах одиночного периода символа. В одном из аспектов компоненты FSTS могут выдаваться последовательно или в пакетном режиме и храниться до тех пор, пока не собран полный FSTS. В этом аспекте следующий этап (не показан) передавал бы собранный FSTS, который составляет одиночный период символа.Step 1102 generates a frequency-smoothed unbiased training signal in a quadrature modulation transmitter. The frequency-smoothed unbiased training signal includes a plurality of pilot signal products, where each pilot signal product includes complex plane information represented by a reference frequency subcarrier multiplied by complex plane information represented by a mirror frequency subcarrier. The sum of the plurality of pilot signal products is zero. Step 1104 provides a frequency-smoothed unbiased training signal within a single symbol period. In one aspect, FSTS components can be issued sequentially or in batch mode and stored until the complete FSTS is assembled. In this aspect, the next step (not shown) would transmit the assembled FSTS, which is a single symbol period.

В одном из аспектов содержится этап, на котором формируют сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал на этапе 1102, включающий в себя множество смежных опорных частотных поднесущих и множество смежных зеркальных частотных поднесущих. FSTS может состоять из 2 или более произведений пилот-сигналов. В еще одном аспекте этап 1102 формирует сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал, который включает в себя группу смежных опорных частотных поднесущих без промежуточных поднесущих и множество смежных зеркальных частотных поднесущих без промежуточных поднесущих.In one aspect, a step is provided in which a frequency-smoothed unbiased training signal is generated in step 1102, including a plurality of adjacent reference frequency frequency subcarriers and a plurality of adjacent mirror frequency subcarriers. FSTS may consist of 2 or more pilot products. In yet another aspect, step 1102 generates a frequency-smoothed unbiased training signal that includes a group of adjacent reference frequency sub-carriers without intermediate sub-carriers and a plurality of adjacent mirror frequency sub-carriers without intermediate sub-carriers.

В одном из аспектов сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал может быть представлен, как изложено ниже, как проиллюстрировано на этапе 1102a:In one aspect, a frequency-smoothed unbiased training signal may be represented as described below, as illustrated in step 1102a:

Σ pi pim = 0, i = от 1 до n;Σ p i p im = 0, i = from 1 to n;

где p - опорная частотная поднесущая,where p is the reference frequency subcarrier,

где pm - зеркальная частотная поднесущая иwhere p m is the mirror frequency subcarrier and

где n равно количеству произведений пилот-сигналов.where n is equal to the number of pilot signal products.

В другом аспекте сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал может быть представлен, как изложено ниже, как проиллюстрировано на этапе 1102b:In another aspect, a frequency-smoothed unbiased training signal may be represented as set forth below, as illustrated in step 1102b:

Σ wi pi pim = 0, i = от 1 до n;Σ w i p i p im = 0, i = from 1 to n;

где w - весовой коэффициент.where w is the weight coefficient.

В качестве примера, сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал может состоять из первого произведения пилот-сигналов с опорной поднесущей на частоте +f, представляющей информацию в качестве первого значения комплексной плоскости, и зеркальной поднесущей на частоте -f, представляющей первое значение комплексной плоскости. FSTS, кроме того, включает в себя второе произведение пилот-сигналов с опорной поднесущей на частоте (f+1), смежной частоте +f, представляющей первое значение комплексной плоскости, и зеркальной поднесущей на частоте -(f+1), смежной частоте -f, представляющей первое значение комплексной плоскости +180 градусов.As an example, a frequency-smoothed unbiased training signal may consist of a first product of pilot signals with a reference subcarrier at a frequency + f representing information as the first value of the complex plane and a mirror subcarrier at a frequency -f representing the first value of the complex plane. FSTS, in addition, includes a second product of pilot signals with a reference subcarrier at a frequency (f + 1), an adjacent frequency + f representing the first value of the complex plane, and a mirror subcarrier at a frequency of (f + 1), an adjacent frequency of f representing the first value of the complex plane +180 degrees.

В качестве еще одного примера, сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал может формироваться в качестве первого произведения пилот-сигналов с опорной поднесущей на частоте +f, представляющей информацию в качестве первого значения комплексной плоскости, и зеркальной поднесущей на частоте -f, представляющей первое значение комплексной плоскости. В таком случае FSTS также включает в себя второе произведение пилот-сигналов с опорной поднесущей на частоте (f+1), смежной частоте +f, представляющей первое значение комплексной плоскости +90 градусов, и зеркальной поднесущей на частоте -(f+1), смежной частоте -f, представляющей первое значение комплексной плоскости -90 градусов.As another example, a frequency-smoothed unbiased training signal may be generated as a first product of pilot signals with a reference subcarrier at a frequency + f representing information as the first value of the complex plane and a mirror subcarrier at the frequency -f representing the first value of the complex the plane. In this case, the FSTS also includes a second product of the pilot signals with a reference subcarrier at a frequency (f + 1), an adjacent frequency + f representing the first value of the complex plane +90 degrees, and a mirror subcarrier at a frequency of (f + 1), adjacent frequency -f, representing the first value of the complex plane -90 degrees.

В другом аспекте формирование несмещенного сглаженного по частоте настроечного сигнала на этапе 1102 включает в себя формирование P произведений пилот-сигналов. В этом аспекте этап 1103 формирует (N-P) символов данных связи. Обычно этап 1104 подает FSTS и символы данных связи и составляет одиночный период символа. Этап 1106 передает N поднесущих в одном периоде символа, в том числе сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал и квадратурно модулированные данные связи.In another aspect, generating an unbiased frequency-smoothed training signal in step 1102 includes generating P products of pilot signals. In this aspect, step 1103 generates (N-P) communication data symbols. Typically, step 1104 provides FSTS and communication data symbols and constitutes a single symbol period. Step 1106 transmits N subcarriers in one symbol period, including a frequency-smoothed unbiased training signal and quadrature modulated communication data.

В качестве альтернативы этап 1102 формирует сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал с использованием группы опорных частотных поднесущих и соответствующих зеркальных частотных поднесущих, а этап 1104 подает сглаженный по частоте настроечный сигнал в первом периоде символа. Этап 1108 формирует квадратурно модулированные данные связи на группе опорных частотных поднесущих и соответствующих зеркальных частотных поднесущих. Этап 1110 подает квадратурно модулированные данные связи во втором периоде символа, следующим за первым периодом символа.Alternatively, step 1102 generates a frequency-smoothed unbiased training signal using a group of reference frequency subcarriers and corresponding mirror frequency subcarriers, and step 1104 provides a frequency-smoothed training signal in a first symbol period. Step 1108 generates quadrature modulated communication data on a group of reference frequency subcarriers and corresponding mirror frequency subcarriers. Step 1110 provides quadrature modulated communication data in a second symbol period following the first symbol period.

Вышеописанная блок-схема последовательности операций способа также может интерпретироваться в качестве выражения машиночитаемого носителя, имеющего хранимые на нем инструкции для сглаженного по частоте настроечного сигнала связи. Команды соответствовали бы этапам с 1100 по 1110, как пояснено выше.The above-described flowchart may also be interpreted as an expression of a computer-readable medium having instructions stored thereon for a frequency-smoothed communication signal. Teams would correspond to steps 1100 through 1110, as explained above.

Фиг.12 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая способ вычисления оценки канала с использованием сглаженного по частоте несмещенного настроечного сигнала. Способ начинается на этапе 1200. Этап 1202 принимает сглаженную по частоте несмещенную настроечную последовательность в приемнике квадратурной модуляции. Сглаженная по частоте несмещенная настроечная последовательность включает в себя множество произведений пилот-сигналов, где каждое произведение пилот- сигналов включает в себя предопределенную информацию (p) комплексной плоскости, представленную опорной частотной поднесущей (f), умноженную на предопределенную информацию (pm) комплексной плоскости, представленную зеркальной частотной поднесущей (-f). Сумма множества произведений пилот-сигналов равна нулю. Этап 1204 обрабатывает сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал, формируя множество обработанных символов (y), представляющих информацию комплексной плоскости. Этап 1206 умножает каждый обработанный символ (y) на сопряженную величину соответствующего опорного сигнала (p*). Этап 1208 получает сглаженную по частоте оценку (h) канала.12 is a flowchart illustrating a method of calculating a channel estimate using a frequency-smoothed unbiased training signal. The method begins at step 1200. Step 1202 receives a frequency-smoothed unbiased training sequence at a quadrature modulation receiver. The frequency-smoothed unbiased training sequence includes a plurality of pilot signal products, where each pilot signal product includes predetermined complex plane information (p) represented by a reference frequency subcarrier (f) multiplied by predetermined complex plane information (p m ) represented by the mirror frequency subcarrier (-f). The sum of the plurality of pilot signal products is zero. Step 1204 processes a frequency-smoothed unbiased training signal, generating a plurality of processed symbols (y) representing complex plane information. Step 1206 multiplies each processed symbol (y) by the conjugate value of the corresponding reference signal (p * ). Step 1208 obtains a frequency-smoothed channel estimate (h).

Примечание: обработанные символы (y) ассоциативно связаны с опорной поднесущей. В качестве альтернативы этап 1204 может обрабатывать сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал, формируя множество обработанных символов (ym), представляющих информацию комплексной плоскости, ассоциативно связанную с зеркальной поднесущей. В таком случае этап 1206 умножает каждый обработанный символ (ym) на сопряженную величину соответствующего опорного сигнала (pm*), а этап 1208 получает сглаженную по частоте оценку (hm) канала, ассоциативно связанную с зеркальной поднесущей. В качестве еще одной альтернативы вышеупомянутые этапы находят обе оценки канала, (h) и (hm).Note: processed characters (y) are associated with a reference subcarrier. Alternatively, block 1204 may process a frequency-smoothed unbiased training signal to generate a plurality of processed symbols (y m ) representing complex plane information associated with the mirror subcarrier. In this case, step 1206 multiplies each processed symbol (y m ) by the conjugate value of the corresponding reference signal (p m * ), and step 1208 obtains a frequency-smoothed channel estimate (h m ) associated with the mirror subcarrier. As another alternative, the above steps find both channel estimates, (h) and (h m ).

В одном из аспектов этап 1202 принимает множество смежных опорных частотных поднесущих и множество смежных зеркальных частотных поднесущих. FSTS может состоять из 2 или более произведений пилот-сигналов. В еще одном аспекте этап 1202 принимает сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал, включающий в себя группу смежных опорных частотных поднесущих без промежуточных поднесущих и множество смежных зеркальных частотных поднесущих без промежуточных поднесущих.In one aspect, block 1202 receives a plurality of contiguous reference frequency subcarriers and a plurality of contiguous mirror frequency subcarriers. FSTS may consist of 2 or more pilot products. In yet another aspect, step 1202 receives a frequency-smoothed unbiased training signal including a group of adjacent reference frequency frequency subcarriers without intermediate subcarriers and a plurality of adjacent mirror frequency frequency subcarriers without intermediate subcarriers.

В одном из аспектов сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал может быть представлен, как изложено ниже:In one aspect, a frequency-smoothed unbiased training signal may be represented as follows:

Σ pi pim = 0, i = от 1 до n;Σ p i p im = 0, i = from 1 to n;

где p - опорная частотная поднесущая,where p is the reference frequency subcarrier,

где pm - зеркальная частотная поднесущая иwhere p m is the mirror frequency subcarrier and

где n равно количеству произведений пилот-сигналов.where n is equal to the number of pilot signal products.

В другом аспекте сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал может быть представлен, как изложено ниже:In another aspect, a frequency-smoothed unbiased training signal may be represented as follows:

Σ wi pi pim = 0, i = от 1 до n;Σ w i p i p im = 0, i = from 1 to n;

где w - весовой коэффициент.where w is the weight coefficient.

Как в примерах FSTS передатчика, сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал может состоять из первого произведения пилот-сигналов с опорной поднесущей на частоте +f, представляющей информацию в качестве первого значения комплексной плоскости, и зеркальной поднесущей на частоте -f, представляющей первое значение комплексной плоскости. FSTS, кроме того, включает в себя второе произведение пилот-сигналов с опорной поднесущей на частоте (f+1), смежной частоте +f, представляющей первое значение комплексной плоскости, и зеркальной поднесущей на частоте -(f+1), смежной частоте -f, представляющей первое значение комплексной плоскости +180 градусов.As in the FSTS examples of the transmitter, a frequency-smoothed unbiased training signal may consist of a first product of pilot signals with a reference subcarrier at a frequency + f representing information as the first value of the complex plane and a mirror subcarrier at a frequency -f representing the first value of the complex plane . FSTS, in addition, includes a second product of pilot signals with a reference subcarrier at a frequency (f + 1), an adjacent frequency + f representing the first value of the complex plane, and a mirror subcarrier at a frequency of (f + 1), an adjacent frequency of f representing the first value of the complex plane +180 degrees.

В качестве еще одного примера, сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал может формироваться в качестве первого произведения пилот-сигналов с опорной поднесущей на частоте +f, представляющей информацию в качестве первого значения комплексной плоскости, и зеркальной поднесущей на частоте -f, представляющей первое значение комплексной плоскости. Затем FSTS также включает в себя второе произведение пилот-сигналов с опорной поднесущей на частоте (f+1), смежной частоте +f, представляющей первое значение комплексной плоскости +90 градусов, и зеркальной поднесущей на частоте -(f+1), смежной частоте -f, представляющей первое значение комплексной плоскости -90 градусов.As another example, a frequency-smoothed unbiased training signal may be generated as a first product of pilot signals with a reference subcarrier at a frequency + f representing information as the first value of the complex plane and a mirror subcarrier at the frequency -f representing the first value of the complex the plane. Then, the FSTS also includes a second product of the pilot signals with a reference subcarrier at a frequency (f + 1), an adjacent frequency + f representing the first value of the complex plane +90 degrees, and a mirror subcarrier at a frequency of (f + 1), an adjacent frequency -f, representing the first value of the complex plane of -90 degrees.

В одном из вариантов этап 1202 принимает несмещенный сглаженный по частоте настроечный сигнал в качестве P произведений пилот-сигналов в периоде символа. Затем этап 1203 принимает (N-P) символов данных связи в (том же самом) периоде символа.In one embodiment, step 1202 receives the unbiased frequency-smoothed training signal as P products of pilot signals in a symbol period. Then, step 1203 receives (N-P) symbols of communication data in the (same) symbol period.

В качестве альтернативы этап 1202 принимает сглаженный по частоте несмещенный настроечный сигнал с группой опорных частотных поднесущих и соответствующих зеркальных частотных поднесущих. Затем этап 1210 принимает квадратурно модулированные данные связи на группе опорных частотных поднесущих и соответствующих зеркальных частотных поднесущих вслед за приемом сглаженного по частоте несмещенного настроечного сигнала.Alternatively, step 1202 receives a frequency-smoothed unbiased training signal with a group of reference frequency subcarriers and corresponding mirror frequency subcarriers. Then, step 1210 receives quadrature modulated communication data on a group of reference frequency subcarriers and corresponding mirror frequency subcarriers following receipt of a frequency-smoothed unbiased training signal.

Вышеописанная блок-схема последовательности операций способа также может интерпретироваться в качестве выражения машиночитаемого носителя, имеющего хранимые на нем инструкции для расчета оценки канала с использованием FSTS. Инструкции соответствовали бы этапам с 1200 по 1210, как описано выше.The above-described flowchart may also be interpreted as an expression of a computer-readable medium having instructions stored therein for calculating a channel estimate using FSTS. The instructions would correspond to steps 1200 through 1210, as described above.

Выше представлены системы, способы, устройства и процессоры для предоставления возможности передачи FSTS и использования FSTS при вычислении оценок канала приемника. Примеры конкретных протоколов и форматов связи приведены для иллюстрации изобретения. Однако изобретение не ограничено только этими примерами. Другие разновидности и варианты осуществления изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники.Above are systems, methods, devices, and processors for enabling FSTS transmission and using FSTS in calculating receiver channel estimates. Examples of specific protocols and communication formats are provided to illustrate the invention. However, the invention is not limited to these examples only. Other varieties and embodiments of the invention will be apparent to those skilled in the art.

Claims (58)

1. Способ передачи настроечного сигнала, содержащий этапы, на которых формируют настроечный сигнал в передатчике квадратурной модуляции, причем настроечный сигнал представляет собой множество опорных комплексных значений, которые должны быть соответственно переданы на множестве опорных частотных поднесущих в течение одиночного периода символа, и множество соответствующих зеркальных комплексных значений, которые должны быть соответственно переданы на множестве зеркальных частотных поднесущих в течение одиночного периода символа, причем сумма произведений опорных комплексных значений и соответствующих зеркальных комплексных значений равна нулю; и
передают настроечный сигнал в пределах одиночного периода символа.
1. A method for transmitting a tuning signal, comprising the steps of generating a tuning signal in a quadrature modulation transmitter, wherein the tuning signal is a plurality of reference complex values that must be respectively transmitted on a plurality of reference frequency subcarriers during a single symbol period, and a plurality of corresponding mirror complex values to be respectively transmitted on a plurality of mirror frequency subcarriers during a single symbol period, n The sum of the products of the reference complex values and the corresponding mirror complex values is zero; and
transmit a training signal within a single symbol period.
2. Способ по п.1, в котором этап формирования настроечного сигнала включает в себя этап, на котором формируют настроечный сигнал, представляющий собой множество опорных комплексных значений, которые должны быть соответственно переданы на множестве смежных опорных частотных поднесущих, и множество соответствующих зеркальных комплексных значений, которые должны быть соответственно переданы на множестве смежных соответствующих зеркальных частотных поднесущих.2. The method according to claim 1, in which the step of generating the tuning signal includes generating a tuning signal representing a plurality of reference complex values that must be respectively transmitted on a plurality of adjacent reference frequency subcarriers and a plurality of corresponding mirror complex values which should be respectively transmitted on a plurality of adjacent corresponding mirror frequency subcarriers. 3. Способ по п.1, в котором этап формирования настроечного сигнала включает в себя этап, на котором формируют настроечный сигнал, представляющий собой множество опорных комплексных значений, которые должны быть соответственно переданы на множестве смежных опорных частотных поднесущих без промежуточных поднесущих, и множество соответствующих зеркальных комплексных значений, которые должны быть соответственно переданы на множестве смежных соответствующих зеркальных частотных поднесущих без промежуточных поднесущих.3. The method according to claim 1, in which the step of generating a tuning signal includes generating a tuning signal representing a plurality of reference complex values to be respectively transmitted on a plurality of adjacent reference frequency subcarriers without intermediate subcarriers, and a plurality of corresponding mirror complex values to be respectively transmitted on a plurality of adjacent corresponding mirror frequency subcarriers without intermediate subcarriers. 4. Способ по п.1, в котором этап формирования настроечного сигнала включает в себя этап, на котором формируют настроечный сигнал следующим образом:
Σpipim=0, i=1…n;
где p - опорное комплексное значение, которое должно быть передано на опорной частотной поднесущей;
pm - зеркальное комплексное значение, которое должно быть передано на соответствующей зеркальной частотной поднесущей; и
n равно количеству опорных частотных поднесущих.
4. The method according to claim 1, in which the stage of formation of the training signal includes a step on which to form the training signal as follows:
Σp i p im = 0, i = 1 ... n;
where p is the reference complex value to be transmitted on the reference frequency subcarrier;
p m is the mirror complex value to be transmitted on the corresponding mirror frequency subcarrier; and
n is equal to the number of reference frequency subcarriers.
5. Способ по п.1, в котором этап формирования настроечного сигнала включает в себя этап, на котором формируют настроечный сигнал следующим образом:
Σwipipim=0, i=1…n;
где p - опорное комплексное значение, которое должно быть передано на опорной частотной поднесущей;
pm - зеркальное комплексное значение, которое должно быть передано на соответствующей зеркальной частотной поднесущей;
n равно количеству опорных частотных поднесущих и
w - весовой коэффициент.
5. The method according to claim 1, in which the stage of formation of the training signal includes a step on which to form the training signal as follows:
Σw i p i p im = 0, i = 1 ... n;
where p is the reference complex value to be transmitted on the reference frequency subcarrier;
p m is the mirror complex value to be transmitted on the corresponding mirror frequency subcarrier;
n is equal to the number of reference frequency subcarriers and
w is the weight coefficient.
6. Способ по п.1, в котором этап формирования настроечного сигнала включает в себя этап, на котором формируют настроечный сигнал, представляющий собой, по меньшей мере, первое опорное комплексное значение, которое должно быть передано на первой опорной поднесущей на частоте +f1, первое соответствующее зеркальное комплексное значение, которое должно быть передано на первой соответствующей зеркальной поднесущей на частоте -f1, второе опорное комплексное значение, которое должно быть передано на второй опорной поднесущей на частоте +f2, и второе соответствующее зеркальное комплексное значение, которое должно быть передано на второй соответствующей зеркальной поднесущей на частоте -f2.6. The method according to claim 1, in which the stage of formation of the training signal includes the stage of forming a training signal, which is at least the first reference complex value that must be transmitted on the first reference subcarrier at a frequency + f1, the first corresponding mirror complex value to be transmitted on the first corresponding mirror subcarrier at a frequency of -f1, the second reference complex value to be transmitted on the second reference subcarrier at a frequency + f2, and the second the corresponding mirror complex value to be transmitted on the second corresponding mirror subcarrier at a frequency of-f2. 7. Способ по п.1, в котором этап формирования настроечного сигнала включает в себя этап, на котором формируют настроечный сигнал, представляющий собой, по меньшей мере, первое опорное комплексное значение, которое должно быть передано на первой опорной поднесущей на частоте +f, первое соответствующее зеркальное комплексное значение, которое должно быть передано на первой соответствующей зеркальной поднесущей на частоте -f, второе опорное комплексное значение, которое должно быть передано на второй опорной поднесущей на частоте (f+1), смежной частоте +f, и второе соответствующее зеркальное комплексное значение, которое должно быть передано на второй соответствующей зеркальной поднесущей на частоте -(f+1), смежной частоте -f.7. The method according to claim 1, in which the stage of formation of the training signal includes the stage of forming a training signal representing at least the first reference complex value that must be transmitted on the first reference subcarrier at a frequency + f, the first corresponding mirror complex value to be transmitted on the first corresponding mirror subcarrier at a frequency of -f, the second reference complex value to be transmitted on a second reference subcarrier at a frequency (f + 1) adjacent frequency + f, and the second corresponding mirror complex value, which should be transmitted to the second corresponding mirror subcarrier at the frequency - (f + 1), adjacent frequency -f. 8. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых:
формируют множество символов данных связи и передают настроечный сигнал и символы данных связи в одиночном периоде символа на N поднесущих, где N - количество символов данных связи, добавленных к количеству опорных поднесущих.
8. The method according to claim 1, further comprising stages in which:
form a plurality of communication data symbols and transmit a training signal and communication data symbols in a single symbol period on N subcarriers, where N is the number of communication data symbols added to the number of reference subcarriers.
9. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых:
формируют квадратурно-модулированные данные связи, которые должны быть переданы на опорных частотных поднесущих и соответствующих зеркальных частотных поднесущих; и
передают квадратурно-модулированные данные связи во втором периоде символа, следующем за одиночным периодом символа.
9. The method according to claim 1, additionally containing stages in which:
generating quadrature modulated communication data to be transmitted on the reference frequency subcarriers and corresponding mirror frequency subcarriers; and
transmit quadrature modulated communication data in a second symbol period following a single symbol period.
10. Способ расчета оценки канала, содержащий этапы, на которых:
принимают настроечный сигнал в приемнике квадратурной демодуляции, причем настроечный сигнал представляет собой множество опорных комплексных значений, соответственно принимаемых на множестве опорных частотных поднесущих в течение одиночного периода символа, и множество соответствующих зеркальных комплексных значений, соответственно принимаемых на множестве соответствующих зеркальных частотных поднесущих в течение одиночного периода символа, причем сумма произведений опорных комплексных значений и соответствующих зеркальных комплексных значений равна нулю;
формируют множество обработанных символов (y), представляющих собой информацию комплексной плоскости, на основании настроечного сигнала;
умножают каждый обработанный символ (y) на сопряженную величину соответствующего опорного комплексного значения (p) и получают оценку (h) канала на основании результатов умножения.
10. A method for calculating a channel estimate, comprising the steps of:
receiving a tuning signal in a quadrature demodulation receiver, wherein the tuning signal is a plurality of reference complex values respectively received on a plurality of reference frequency subcarriers during a single symbol period, and a plurality of corresponding mirror complex values respectively received on a plurality of corresponding mirror frequency subcarriers during a single period symbol, and the sum of the products of the reference complex values and the corresponding mirror ompleksnyh values is equal to zero;
generating a plurality of processed symbols (y) representing complex plane information based on the training signal;
each processed symbol (y) is multiplied by the conjugate value of the corresponding reference complex value (p) and a channel estimate (h) is obtained based on the multiplication results.
11. Способ по п.10, в котором этап приема настроечного сигнала включает в себя этап, на котором принимают настроечный сигнал, представляющий собой множество опорных комплексных значений, соответственно принимаемых на множестве смежных опорных частотных поднесущих, и множество соответствующих зеркальных комплексных значений, соответственно принимаемых на множестве смежных зеркальных частотных поднесущих.11. The method according to claim 10, in which the step of receiving the tuning signal includes receiving a tuning signal representing a plurality of reference complex values respectively received on a plurality of adjacent reference frequency subcarriers, and a plurality of corresponding mirror complex values respectively received on a plurality of adjacent mirror frequency subcarriers. 12. Способ по п.10, в котором этап приема настроечного сигнала включает в себя этап, на котором принимают настроечный сигнал, представляющий собой множество опорных комплексных значений, соответственно принимаемых на множестве смежных опорных частотных поднесущих без промежуточных поднесущих, и множество соответствующих зеркальных комплексных значений, соответственно принимаемых на множестве смежных соответствующих зеркальных частотных поднесущих без промежуточных поднесущих.12. The method of claim 10, wherein the receiving signal of the tuning signal includes receiving a tuning signal representing a plurality of reference complex values respectively received on a plurality of adjacent reference frequency subcarriers without intermediate subcarriers, and a plurality of corresponding mirror complex values respectively received on a plurality of adjacent respective mirror frequency subcarriers without intermediate subcarriers. 13. Способ по п.10, в котором этап приема сигнала включает в себя этап, на котором принимают настроечный сигнал, представленный в виде
Σpipim=0, i=1…n;
где p - опорное комплексное значение, принимаемое на опорной частотной поднесущей;
pm - зеркальное комплексное значение, принимаемое на соответствующей зеркальной частотной поднесущей; и
n равно количеству опорных частотных поднесущих.
13. The method according to claim 10, in which the step of receiving a signal includes the stage of receiving the training signal, presented in the form
Σp i p im = 0, i = 1 ... n;
where p is the reference complex value received on the reference frequency subcarrier;
p m is the mirror complex value received on the corresponding mirror frequency subcarrier; and
n is equal to the number of reference frequency subcarriers.
14. Способ по п.10, в котором этап приема настроечного сигнала включает в себя этап, на котором принимают настроечный сигнал, представленный в виде
Σwipipim=0, i=1…n;
где р - опорное комплексное значение, принимаемое на опорной частотной поднесущей;
pm - зеркальное комплексное значение, принимаемое на соответствующей зеркальной частотной поднесущей;
n равно количеству опорных частотных поднесущих и
w - весовой коэффициент.
14. The method according to claim 10, in which the step of receiving the training signal includes the stage of receiving the training signal, presented in the form
Σw i p i p im = 0, i = 1 ... n;
where p is the reference complex value received on the reference frequency subcarrier;
p m is the mirror complex value received on the corresponding mirror frequency subcarrier;
n is equal to the number of reference frequency subcarriers and
w is the weight coefficient.
15. Способ по п.10, в котором этап приема настроечного сигнала включает в себя этап, на котором принимают настроечный сигнал, представляющий собой, по меньшей мере, первое опорное комплексное значение, принимаемое на первой опорной поднесущей на частоте +f1, первое соответствующее зеркальное комплексное значение, принимаемое на первой соответствующей зеркальной поднесущей на частоте -f1, второе опорное комплексное значение, принимаемое на второй опорной поднесущей на частоте +f2, и второе соответствующее зеркальное комплексное значение, принимаемое на второй соответствующей зеркальной поднесущей на частоте -f2.15. The method according to claim 10, in which the step of receiving the tuning signal includes the stage of receiving the tuning signal, representing at least the first reference complex value received on the first reference subcarrier at a frequency + f1, the first corresponding mirror the complex value received on the first corresponding mirror subcarrier at a frequency of -f1, the second reference complex value received on the second reference subcarrier at a frequency + f2, and the second corresponding mirror complex value, accepted May of the second on the corresponding mirror sub-carrier frequency -f2. 16. Способ по п.10, в котором этап приема настроечного сигнала включает в себя этап, на котором принимают настроечный сигнал, представляющий собой, по меньшей мере, первое опорное комплексное значение, принимаемое на первой опорной поднесущей на частоте +f, первое соответствующее зеркальное комплексное значение, принимаемое на первой соответствующей зеркальной поднесущей на частоте -f, второе опорное комплексное значение, принимаемое на второй опорной поднесущей на частоте (f+1), смежной частоте +f, и второе соответствующее зеркальное комплексное значение, принимаемое на второй соответствующей зеркальной поднесущей на частоте -(f+1), смежной частоте -f.16. The method according to claim 10, in which the step of receiving the tuning signal includes receiving a tuning signal representing at least a first reference complex value received on the first reference subcarrier at a frequency + f, the first corresponding mirror the complex value received on the first corresponding mirror subcarrier at a frequency of -f, the second reference complex value received on the second reference subcarrier at a frequency (f + 1), an adjacent frequency + f, and the second corresponding mirror complex the adopted value on the second corresponding mirror subcarrier at the frequency is (f + 1), the adjacent frequency is -f. 17. Способ по п.10, дополнительно содержащий этап, на котором принимают множество символов данных связи в одиночном периоде символа.17. The method of claim 10, further comprising receiving a plurality of symbols of communication data in a single symbol period. 18. Способ по п.10, дополнительно содержащий этап, на котором принимают квадратурно модулированные данные связи на опорных частотных поднесущих и соответствующих зеркальных частотных поднесущих вслед за приемом настроечного сигнала.18. The method of claim 10, further comprising the step of: receiving quadrature modulated communication data on the reference frequency subcarriers and corresponding mirror frequency subcarriers after receiving the training signal. 19. Система для передачи настроечного сигнала связи, содержащая:
генератор сигналов, выполненный с возможностью формировать настроечный сигнал, представляющий собой множество опорных комплексных значений, которые должны быть соответственно переданы на множестве опорных частотных поднесущих в течение одиночного периода символа, и множество соответствующих зеркальных комплексных значений, которые должны быть соответственно переданы на множестве соответствующих зеркальных частотных поднесущих в течение одиночного периода символа, причем сумма произведений опорных комплексных значений и соответствующих зеркальных комплексных значений равна нулю; и
передатчик, выполненный с возможностью передавать настроечный сигнал в пределах одиночного периода символа.
19. A system for transmitting a tuning communication signal, comprising:
a signal generator configured to generate a tuning signal representing a plurality of reference complex values that should be respectively transmitted on a plurality of reference frequency subcarriers during a single symbol period, and a plurality of corresponding mirror complex values that should be respectively transmitted on a plurality of corresponding mirror frequency subcarriers during a single symbol period, the sum of the products of the reference complex values and the corresponding the existing mirror complex values is zero; and
a transmitter configured to transmit a training signal within a single symbol period.
20. Система по п.19, в которой генератор сигналов формирует настроечный сигнал, представляющий собой множество опорных комплексных значений, которые должны быть соответственно переданы на множестве смежных опорных частотных поднесущих, и множество соответствующих зеркальных комплексных значений, которые должны быть переданы соответственно на множестве смежных зеркальных частотных поднесущих.20. The system according to claim 19, in which the signal generator generates a tuning signal representing a plurality of reference complex values that must be respectively transmitted on a plurality of adjacent reference frequency subcarriers and a plurality of corresponding mirror complex values that must be transmitted respectively on a plurality of adjacent mirror frequency subcarriers. 21. Система по п.19, в которой генератор сигналов формирует настроечный сигнал, представляющий собой множество опорных комплексных значений, которые должны быть соответственно переданы на множестве смежных опорных частотных поднесущих без промежуточных поднесущих, и множество соответствующих зеркальных комплексных значений, которые должны быть соответственно переданы на множестве смежных зеркальных частотных поднесущих без промежуточных поднесущих.21. The system according to claim 19, in which the signal generator generates a tuning signal representing a plurality of reference complex values that should be respectively transmitted on a plurality of adjacent reference frequency subcarriers without intermediate subcarriers, and a plurality of corresponding mirror complex values, which should be respectively transmitted on a plurality of adjacent mirror frequency subcarriers without intermediate subcarriers. 22. Система по п.19, в которой генератор сигналов формирует настроечный сигнал следующим образом:
Σpipim=0, i=1…n;
где р - опорное комплексное значение, которое должно быть передано на опорной частотной поднесущей;
pm - зеркальное комплексное значение, которое должно быть передано на соответствующей зеркальной частотной поднесущей; и
n равно количеству опорных частотных поднесущих.
22. The system according to claim 19, in which the signal generator generates a tuning signal as follows:
Σp i p im = 0, i = 1 ... n;
where p is the reference complex value to be transmitted on the reference frequency subcarrier;
p m is the mirror complex value to be transmitted on the corresponding mirror frequency subcarrier; and
n is equal to the number of reference frequency subcarriers.
23. Система по п.19, в которой генератор сигналов формирует настроечный сигнал следующим образом:
Σwipipim=0, i=1…n;
где р - опорное комплексное значение, которое должно быть передано на опорной частотной поднесущей;
pm - зеркальное комплексное значение, которое должно быть передано на соответствующей зеркальной частотной поднесущей;
n равно количеству опорных частотных поднесущих и
w - весовой коэффициент.
23. The system according to claim 19, in which the signal generator generates a tuning signal as follows:
Σw i p i p im = 0, i = 1 ... n;
where p is the reference complex value to be transmitted on the reference frequency subcarrier;
p m is the mirror complex value to be transmitted on the corresponding mirror frequency subcarrier;
n is equal to the number of reference frequency subcarriers and
w is the weight coefficient.
24. Система по п.19, в которой генератор сигналов формирует настроечный сигнал, представляющий собой, по меньшей мере, первое опорное комплексное значение, которое должно быть передано на первой опорной поднесущей на частоте +f1, первое соответствующее зеркальное комплексное значение, которое должно быть передано на первой соответствующей зеркальной поднесущей на частоте -f1, второе опорное комплексное значение, которое должно быть передано на второй опорной поднесущей на частоте +f2, и второе соответствующее зеркальное комплексное значение, которое должно быть передано на второй соответствующей зеркальной поднесущей на частоте -f2.24. The system according to claim 19, in which the signal generator generates a tuning signal representing at least the first reference complex value that must be transmitted on the first reference subcarrier at a frequency + f1, the first corresponding mirror complex value, which should be transmitted on the first corresponding mirror subcarrier at a frequency of −f1, a second reference complex value to be transmitted on the second reference subcarrier at a frequency + f2, and a second corresponding mirror complex value, which should be transmitted on the second corresponding mirror subcarrier at a frequency of -f2. 25. Система по п.19, в которой генератор сигналов формирует настроечный сигнал, представляющий собой, по меньшей мере, первое опорное комплексное значение, которое должно быть передано на первой опорной поднесущей на частоте +f, первое соответствующее зеркальное комплексное значение, которое должно быть передано на первой соответствующей зеркальной поднесущей на частоте -f, второе опорное комплексное значение, которое должно быть передано на второй опорной поднесущей на частоте (f+1), смежной частоте +f, и второе соответствующее зеркальное комплексное значение, которое должно быть передано на второй соответствующей зеркальной поднесущей на частоте -(f+1), смежной частоте -f.25. The system according to claim 19, in which the signal generator generates a tuning signal, which is at least the first reference complex value that must be transmitted on the first reference subcarrier at a frequency + f, the first corresponding mirror complex value, which should be transmitted on the first corresponding mirror subcarrier at a frequency of -f, a second reference complex value to be transmitted on a second reference subcarrier at a frequency (f + 1), an adjacent frequency + f, and a second corresponding mirror com the plex value to be transmitted on the second corresponding mirror subcarrier at a frequency of (f + 1), an adjacent frequency of -f. 26. Система по п.19, в которой передатчик передает настроечный сигнал и множество символов данных связи в одиночном периоде символа на N поднесущих, где N - количество символов данных связи, добавленных к количеству опорных поднесущих.26. The system of claim 19, wherein the transmitter transmits a training signal and a plurality of communication data symbols in a single symbol period to N subcarriers, where N is the number of communication data symbols added to the number of reference subcarriers. 27. Система по п.19, в которой передатчик передает множество символов данных связи на опорных частотных поднесущих и соответствующих зеркальных частотных поднесущих во втором периоде символа, следующем за одиночным периодом символа.27. The system of claim 19, wherein the transmitter transmits a plurality of symbols of communication data on reference frequency subcarriers and corresponding mirror frequency subcarriers in a second symbol period following a single symbol period. 28. Система для расчета оценки канала с использованием настроечного сигнала, содержащая
приемник, выполненный с возможностью принимать настроечный сигнал, представляющий собой множество опорных комплексных значений, соответственно принимаемых на множестве опорных частотных поднесущих в течение одиночного периода символа, и множество соответствующих зеркальных комплексных значений, соответственно принимаемых на множестве соответствующих зеркальных частотных поднесущих в течение одиночного периода символа, причем сумма произведений опорных комплексных значений и соответствующих зеркальных комплексных значений равна нулю; и
процессор, выполненный с возможностью формировать множество обработанных символов (y), представляющих собой информацию комплексной плоскости, на основании настроечного сигнала, умножать каждый обработанный символ (y) на сопряженную величину соответствующего опорного сигнала (p*) и определять оценку (h) канала на основании результатов умножения.
28. A system for calculating a channel estimate using a tuning signal, comprising
a receiver configured to receive a tuning signal representing a plurality of reference complex values respectively received on a plurality of reference frequency subcarriers during a single symbol period, and a plurality of corresponding mirror complex values respectively received on a plurality of corresponding mirror frequency subcarriers during a single symbol period, moreover, the sum of the products of the reference complex values and the corresponding mirror complex values is and zero; and
a processor configured to generate a plurality of processed symbols (y) representing complex plane information based on the training signal, multiply each processed symbol (y) by the conjugate value of the corresponding reference signal (p * ) and determine the channel estimate (h) based on multiplication results.
29. Система по п.28, в которой приемник выполнен с возможностью принимать настроечный сигнал, представляющий собой множество опорных комплексных значений, соответственно принимаемых на множестве смежных опорных частотных поднесущих, и множество соответствующих зеркальных комплексных значений, соответственно принимаемых на множестве смежных зеркальных частотных поднесущих.29. The system of claim 28, wherein the receiver is configured to receive a tuning signal representing a plurality of reference complex values respectively received on a plurality of adjacent reference frequency subcarriers and a plurality of corresponding mirror complex values respectively received on a plurality of adjacent mirror frequency subcarriers. 30. Система по п.28, в которой приемник выполнен с возможностью принимать настроечный сигнал, представляющий собой множество опорных комплексных значений, соответственно принимаемых на множестве смежных опорных частотных поднесущих без промежуточных поднесущих, и множество соответствующих зеркальных комплексных значений, соответственно принимаемых на множестве смежных соответствующих зеркальных частотных поднесущих без промежуточных поднесущих.30. The system of claim 28, wherein the receiver is configured to receive a tuning signal representing a plurality of reference complex values respectively received on a plurality of adjacent reference frequency subcarriers without intermediate subcarriers and a plurality of corresponding mirror complex values respectively received on a plurality of adjacent corresponding mirror frequency subcarriers without intermediate subcarriers. 31. Система по п.28, в которой приемник выполнен с возможностью принимать настроечный сигнал, представленный в виде:
Σpipim=0, i=1…n;
где р - опорное комплексное значение, принимаемое на опорной частотной поднесущей;
pm - зеркальное комплексное значение, принимаемое на соответствующей зеркальной частотной поднесущей и
n равно количеству опорных частотных поднесущих.
31. The system of claim 28, wherein the receiver is configured to receive a tuning signal, presented as:
Σp i p im = 0, i = 1 ... n;
where p is the reference complex value received on the reference frequency subcarrier;
p m is the mirror complex value taken on the corresponding mirror frequency subcarrier and
n is equal to the number of reference frequency subcarriers.
32. Система по п.28, в которой приемник выполнен с возможностью принимать настроечный сигнал, представленный в виде:
Σwipipim=0, i=1…n;
где р - опорное комплексное значение, принимаемое на опорной частотной поднесущей;
pm - зеркальное комплексное значение, принимаемое на соответствующей зеркальной частотной поднесущей;
n равно количеству опорных частотных поднесущих и
w - весовой коэффициент.
32. The system of claim 28, wherein the receiver is configured to receive a tuning signal, presented as:
Σw i p i p im = 0, i = 1 ... n;
where p is the reference complex value received on the reference frequency subcarrier;
p m is the mirror complex value received on the corresponding mirror frequency subcarrier;
n is equal to the number of reference frequency subcarriers and
w is the weight coefficient.
33. Система по п.28, в которой приемник выполнен с возможностью принимать настроечный сигнал, представляющий собой, по меньшей мере, первое опорное комплексное значение, принимаемое на первой опорной поднесущей на частоте +f1, первое соответствующее зеркальное комплексное значение, принимаемое на первой соответствующей зеркальной поднесущей на частоте -f1, второе опорное комплексное значение, принимаемое на второй опорной поднесущей на частоте +f2, и второе соответствующее зеркальное комплексное значение, принимаемое на второй соответствующей зеркальной поднесущей на частоте -f2.33. The system of claim 28, wherein the receiver is configured to receive a tuning signal representing at least a first reference complex value received at a first reference subcarrier at a frequency + f1, a first corresponding mirror complex value received at a first corresponding mirror subcarrier at a frequency of-f1, the second reference complex value received at the second reference subcarrier at a frequency + f2, and the second corresponding mirror complex value received at the second corresponds her mirror -f2 subcarrier frequency. 34. Система по п.28, в которой приемник выполнен с возможностью принимать настроечный сигнал, представляющий собой, по меньшей мере, первое опорное комплексное значение, принимаемое на первой опорной поднесущей на частоте +f, первое соответствующее зеркальное комплексное значение, принимаемое на первой соответствующей зеркальной поднесущей на частоте -f, второе опорное комплексное значение, принимаемое на второй опорной поднесущей на частоте (f+1), смежной частоте +f, и второе соответствующее зеркальное комплексное значение, принимаемое на второй соответствующей зеркальной поднесущей на частоте -(f+1), смежной частоте -f.34. The system of claim 28, wherein the receiver is configured to receive a tuning signal representing at least a first reference complex value received at a first reference subcarrier at a frequency + f, a first corresponding mirror complex value received at a first corresponding a mirror subcarrier at a frequency of -f, a second reference complex value received at a second reference subcarrier at a frequency (f + 1), an adjacent frequency + f, and a second corresponding mirror complex value taken at W with the corresponding mirror subcarrier at the frequency - (f + 1), the adjacent frequency -f. 35. Система по п.28, в которой приемник выполнен с возможностью принимать множество символов данных связи в одиночном периоде символа.35. The system of claim 28, wherein the receiver is configured to receive a plurality of symbols of communication data in a single symbol period. 36. Система по п.28, в которой приемник выполнен с возможностью принимать квадратурно-модулированные данные связи на опорных частотных поднесущих и соответствующих зеркальных частотных поднесущих во втором периоде символа, следующем за одиночным периодом символа.36. The system of claim 28, wherein the receiver is configured to receive quadrature modulated communication data on the reference frequency subcarriers and corresponding mirror frequency subcarriers in a second symbol period following a single symbol period. 37. Машиночитаемый носитель данных, на котором хранятся инструкции, которые при исполнении процессором побуждают процессор осуществлять способ по п.1.37. A computer-readable storage medium that stores instructions that, when executed by a processor, cause the processor to implement the method of claim 1. 38. Машиночитаемый носитель данных, на котором хранятся инструкции, которые при исполнении процессором побуждают процессор осуществлять способ по п.10.38. A computer-readable storage medium that stores instructions that, when executed by a processor, cause the processor to implement the method of claim 10. 39. Устройство для передачи настроечного сигнала, содержащее:
средство формирования сигналов для формирования настроечного сигнала, представляющего собой множество опорных комплексных значений, которые должны быть соответственно переданы на множестве опорных частотных поднесущих в течение одиночного периода символа, и множество соответствующих зеркальных комплексных значений, которые должны быть соответственно переданы на множестве соответствующих зеркальных частотных поднесущих в течение одиночного периода символа, причем сумма произведений опорных комплексных значений и соответствующих зеркальных комплексных значений равна нулю; и
средство передачи для передачи настроечного сигнала в пределах одиночного периода символа.
39. A device for transmitting a tuning signal, comprising:
signal generating means for generating a tuning signal representing a plurality of reference complex values that should be respectively transmitted on a plurality of reference frequency subcarriers during a single symbol period, and a plurality of corresponding mirror complex values that should be respectively transmitted on a plurality of corresponding mirror frequency subcarriers in the course of a single period of the symbol, the sum of the products of the reference complex values and the corresponding x mirror complex values equal to zero; and
transmission means for transmitting a training signal within a single symbol period.
40. Устройство по п.39, в котором средство формирования сигналов включает в себя средство для формирования настроечного сигнала, представляющего собой множество опорных комплексных значений, которые должны быть соответственно переданы на множестве смежных опорных частотных поднесущих, и множество соответствующих зеркальных частотных значений, которые должны быть соответственно переданы на множестве смежных зеркальных частотных поднесущих.40. The device according to § 39, in which the means of generating signals includes means for generating a tuning signal, which is a set of reference complex values that must be respectively transmitted on a set of adjacent reference frequency subcarriers, and many corresponding mirror frequency values, which should be respectively transmitted on a plurality of adjacent mirror frequency subcarriers. 41. Устройство по п.39, в котором средство формирования сигналов включает в себя средство для формирования настроечного сигнала, представляющего собой множество опорных комплексных значений, которые должны быть соответственно переданы на множестве смежных опорных частотных поднесущих без промежуточных поднесущих, и множество соответствующих зеркальных комплексных значений, которые должны быть соответственно переданы на множестве смежных зеркальных частотных поднесущих без промежуточных поднесущих.41. The device according to § 39, in which the signal generating means includes a means for generating a tuning signal, which is a set of reference complex values that must be respectively transmitted on a set of adjacent reference frequency frequency subcarriers without intermediate subcarriers, and a plurality of corresponding mirror complex values which should be respectively transmitted on a plurality of adjacent mirror frequency subcarriers without intermediate subcarriers. 42. Устройство по п.39, в котором средство формирования сигналов включает в себя средство для формирования настроечного сигнала следующим образом:
Σpipim=0, i=1…n;
где р - опорное комплексное значение, которое должно быть передано на опорной частотной поднесущей;
pm - зеркальное комплексное значение, которое должно быть передано на соответствующей зеркальной частотной поднесущей; и
n равно количеству опорных частотных поднесущих.
42. The device according to § 39, in which the means for generating signals includes means for generating a tuning signal as follows:
Σp i p im = 0, i = 1 ... n;
where p is the reference complex value to be transmitted on the reference frequency subcarrier;
p m is the mirror complex value to be transmitted on the corresponding mirror frequency subcarrier; and
n is equal to the number of reference frequency subcarriers.
43. Устройство по п.39, в котором средство формирования сигналов включает в себя средство для формирования настроечного сигнала следующим образом:
Σwipipim=0, i = от 1 до n;
где р - опорное комплексное значение, которое должно быть передано на опорной частотной поднесу щей;
pm - зеркальное комплексное значение, которое должно быть передано на соответствующей зеркальной частотной поднесущей;
n равно количеству опорных частотных поднесущих и
w - весовой коэффициент.
43. The device according to § 39, in which the signal generation means includes means for generating a tuning signal as follows:
Σw i p i p im = 0, i = from 1 to n;
where p is the reference complex value to be transmitted on the reference frequency subcarrier;
p m is the mirror complex value to be transmitted on the corresponding mirror frequency subcarrier;
n is equal to the number of reference frequency subcarriers and
w is the weight coefficient.
44. Устройство по п.39, в котором средство формирования сигналов включает в себя средство для формирования настроечного сигнала, представляющего собой, по меньшей мере, первое опорное комплексное значение, которое должно быть передано на первой опорной поднесущей на частоте +f1, первое соответствующее зеркальное комплексное значение, которое должно быть передано на первой соответствующей зеркальной поднесущей на частоте -f1, второе опорное комплексное значение, которое должно быть передано на второй опорной поднесущей на частоте +f2, и второе соответствующее зеркальное комплексное значение, которое должно быть передано на второй соответствующей зеркальной поднесущей на частоте -f2.44. The device according to § 39, in which the signal generating means includes means for generating a tuning signal, which is at least the first reference complex value to be transmitted on the first reference subcarrier at a frequency + f1, the first corresponding mirror the complex value to be transmitted on the first corresponding mirror subcarrier at a frequency of -f1, the second reference complex value to be transmitted on the second reference subcarrier at a frequency + f2, and second corresponding mirror complex value to be transmitted on the second subcarrier on the corresponding mirror frequency -f2. 45. Устройство по п.39, в котором средство формирования сигналов включает в себя средство для формирования настроечного сигнала, представляющего собой, по меньшей мере, первое опорное комплексное значение, которое должно быть передано на первой опорной поднесущей на частоте +f, первое соответствующее зеркальное комплексное значение, которое должно быть передано на первой соответствующей зеркальной поднесущей на частоте -f, второе опорное комплексное значение, которое должно быть передано на второй опорной поднесущей на частоте (f+1), смежной частоте +f, и второе соответствующее зеркальное комплексное значение, которое должно быть передано на второй соответствующей зеркальной поднесущей на частоте -(f+1), смежной частоте -f.45. The device according to § 39, in which the signal generation means includes means for generating a tuning signal, which is at least a first reference complex value to be transmitted on the first reference subcarrier at a frequency + f, the first corresponding mirror the complex value to be transmitted on the first corresponding mirror subcarrier at a frequency of -f, the second reference complex value to be transmitted on the second reference subcarrier at a frequency (f + 1) adjacent frequency + f, and the second corresponding mirror complex value, which should be transmitted to the second corresponding mirror subcarrier at the frequency - (f + 1), adjacent frequency -f. 46. Устройство по п.39, в котором средство передачи включает в себя средство для передачи настроечного сигнала и множества символов данных связи в одиночном периоде символа на N поднесущих, где N - количество символов данных связи, добавленных к количеству опорных поднесущих.46. The device according to § 39, in which the transmission means includes means for transmitting a training signal and a plurality of symbols of communication data in a single symbol period on N subcarriers, where N is the number of symbols of communication data added to the number of reference subcarriers. 47. Устройство по п.39, в котором средство передачи включает в себя средство для передачи множества символов данных связи на опорных частотных поднесущих и соответствующих зеркальных частотных поднесущих во втором периоде символа, следующем за одиночным периодом символа.47. The apparatus of claim 39, wherein the transmission means includes means for transmitting a plurality of symbols of communication data on reference frequency subcarriers and corresponding mirror frequency subcarriers in a second symbol period following a single symbol period. 48. Устройство для расчета оценки канала с использованием настроечного сигнала, причем устройство содержит:
средство приема, имеющее вход для приема настроечного сигнала, представляющего собой множество опорных комплексных значений, соответственно принимаемых на множестве опорных частотных поднесущих в течение одиночного периода символа, и множество соответствующих зеркальных комплексных значений, соответственно принимаемых на множестве соответствующих зеркальных частотных поднесущих в течение одиночного периода символа, причем сумма произведений опорных комплексных значений и соответствующих зеркальных комплексных значений равна нулю; и;
средство обработки для формирования множества обработанных символов (y), представляющих собой информацию комплексной плоскости, на основании настроечного сигнала, умножения каждого обработанного символа (y) на сопряженную величину соответствующего опорного сигнала (p*) и определения оценки (h) канала на основании результатов умножения.
48. A device for calculating a channel estimate using a tuning signal, the device comprising:
reception means having an input for receiving a tuning signal representing a plurality of reference complex values respectively received on a plurality of reference frequency subcarriers during a single symbol period and a plurality of corresponding mirror complex values respectively received on a plurality of corresponding mirror frequency subcarriers during a single symbol period , and the sum of the products of the reference complex values and the corresponding mirror complex values is equal to n Liu; and;
processing means for generating a plurality of processed symbols (y) representing complex plane information based on the training signal, multiplying each processed symbol (y) by the conjugate value of the corresponding reference signal (p * ), and determining the channel estimate (h) based on the multiplication results .
49. Устройство по п.48, в котором средство приема включает в себя средство для приема настроечного сигнала, представляющего собой множество опорных комплексных значений, соответственно принимаемых на множестве смежных опорных частотных поднесущих, и множество соответствующих зеркальных комплексных значений, соответственно принимаемых на множестве смежных зеркальных частотных поднесущих.49. The device according to § 48, in which the receiving means includes means for receiving a tuning signal, which is a set of reference complex values, respectively, received on a set of adjacent reference frequency subcarriers, and a set of corresponding mirror complex values, respectively, received on a set of adjacent mirror frequency subcarriers. 50. Устройство по п.48, в котором средство приема включает в себя средство для приема настроечного сигнала, представляющего собой множество опорных комплексных значений, соответственно принимаемых на множестве смежных опорных частотных поднесущих без промежуточных поднесущих, и множество соответствующих зеркальных комплексных значений, соответственно принимаемых на множестве смежных соответствующих зеркальных частотных поднесущих без промежуточных поднесущих.50. The apparatus of claim 48, wherein the reception means includes means for receiving a tuning signal, which is a plurality of reference complex values respectively received on a plurality of adjacent reference frequency subcarriers without intermediate subcarriers, and a plurality of corresponding mirror complex values respectively received on a plurality of adjacent respective mirror frequency subcarriers without intermediate subcarriers. 51. Устройство по п.48, в котором средство приема включает в себя средство для приема настроечного сигнала, представленного в виде:
Σpipim=0, i=1…n;
где р - опорное комплексное значение, принимаемое на опорной частотной поднесущей;
pm - зеркальное комплексное значение, принимаемое на соответствующей зеркальной частотной поднесущей; и
n равно количеству опорных частотных поднесущих.
51. The device according to p, in which the receiving means includes a means for receiving a tuning signal, presented in the form:
Σp i p im = 0, i = 1 ... n;
where p is the reference complex value received on the reference frequency subcarrier;
p m is the mirror complex value received on the corresponding mirror frequency subcarrier; and
n is equal to the number of reference frequency subcarriers.
52. Устройство по п.48, в котором средство приема включает в себя средство для приема настроечного сигнала, представленного в виде:
Σwipipim=0, i = от 1 до n;
где р - опорное комплексное значение, принимаемое на опорной частотной поднесущей;
pm - зеркальное комплексное значение, принимаемое на соответствующей зеркальной частотной поднесущей;
n равно количеству опорных частотных поднесущих и
w - весовой коэффициент.
52. The device according to p, in which the receiving means includes a means for receiving a tuning signal, presented in the form:
Σw i p i p im = 0, i = from 1 to n;
where p is the reference complex value received on the reference frequency subcarrier;
p m is the mirror complex value received on the corresponding mirror frequency subcarrier;
n is equal to the number of reference frequency subcarriers and
w is the weight coefficient.
53. Устройство по п.48, в котором средство приема включает в себя средство для приема настроечного сигнала, представляющего собой, по меньшей мере, первое опорное комплексное значение, принимаемое на первой опорной поднесущей на частоте +f1, первое соответствующее зеркальное комплексное значение, принимаемое на первой соответствующей зеркальной поднесущей на частоте -f1, второе опорное комплексное значение, принимаемое на второй опорной поднесущей на частоте +f2, и второе соответствующее зеркальное комплексное значение, принимаемое на второй соответствующей зеркальной поднесущей на частоте -f2.53. The device according to p, in which the receiving means includes means for receiving a tuning signal, representing at least a first reference complex value received at the first reference subcarrier at a frequency + f1, the first corresponding mirror complex value received on the first corresponding mirror subcarrier at a frequency of -f1, a second reference complex value received at the second reference subcarrier at a frequency + f2, and a second corresponding mirror complex subcarrier at a second corresponding mirror sub-carrier frequency to -f2. 54. Устройство по п.48, в котором средство приема включает в себя средство для приема настроечного сигнала, представляющего собой, по меньшей мере, первое опорное комплексное значение, принимаемое на первой опорной поднесущей на частоте +f, первое соответствующее зеркальное комплексное значение, принимаемое на первой соответствующей зеркальной поднесущей на частоте -f, второе опорное комплексное значение, принимаемое на второй опорной поднесущей на частоте (f+1), смежной частоте +f, и второе соответствующее зеркальное комплексное значение, принимаемое на второй соответствующей зеркальной поднесущей на частоте -(f+1), смежной частоте -f.54. The device according to p, in which the receiving means includes means for receiving a tuning signal, representing at least a first reference complex value received on the first reference subcarrier at a frequency + f, the first corresponding mirror complex value received on the first corresponding mirror subcarrier at a frequency of -f, the second reference complex value received at the second reference subcarrier at a frequency (f + 1), an adjacent frequency + f, and the second corresponding mirror complex value, pr Captured mirror corresponding to the second subcarrier at a frequency - (f + 1), adjacent frequency -f. 55. Устройство по п.48, в котором средство приема включает в себя средство для приема множества символов данных связи в одиночном периоде символа.55. The apparatus of claim 48, wherein the reception means includes means for receiving a plurality of symbols of communication data in a single symbol period. 56. Устройство по п.48, в котором средство приема включает в себя средство для приема квадратурно-модулированных данных связи на опорных частотных поднесущих и соответствующих зеркальных частотных поднесущих во втором периоде символа, следующем за одиночным периодом символа.56. The apparatus of claim 48, wherein the receiving means includes means for receiving quadrature modulated communication data on the reference frequency subcarriers and corresponding mirror frequency subcarriers in a second symbol period following a single symbol period. 57. Устройство обработки для формирования настроечного сигнала, причем устройство обработки содержит
модуль генератора сигналов, выполненный с возможностью формировать настроечный сигнал, представляющий собой множество опорных комплексных значений, которые должны быть соответственно переданы на множестве опорных частотных поднесущих в течение одиночного периода символа, и множество соответствующих зеркальных комплексных значений, которые должны быть соответственно переданы на множестве соответствующих зеркальных частотных поднесущих в течение одиночного периода символа, причем сумма произведений опорных комплексных значений и соответствующих зеркальных комплексных значений равна нулю.
57. A processing device for generating a tuning signal, the processing device comprising
a signal generator module configured to generate a tuning signal representing a plurality of reference complex values that should be respectively transmitted on a plurality of reference frequency subcarriers during a single symbol period, and a plurality of corresponding mirror complex values that should be respectively transmitted on a plurality of corresponding mirror frequency subcarriers during a single symbol period, the sum of the products of the reference complex values and corresponding mirror complex values is zero.
58. Устройство обработки для расчета оценки канала с помощью использования настроечного сигнала, причем устройство обработки содержит
модуль приемника, выполненный с возможностью принимать настроечный сигнал, представляющий собой множество опорных комплексных значений, соответственно принимаемых на множестве опорных частотных поднесущих в течение одиночного периода символа, и множество соответствующих зеркальных комплексных значений, соответственно принимаемых на множестве соответствующих зеркальных частотных поднесущих в течение одиночного периода символа, причем сумма произведений опорных комплексных значений и соответствующих зеркальных комплексных значений равна нулю; и
модуль расчета, выполненный с возможностью формировать множество обработанных символов (y), представляющих собой информацию комплексной плоскости, на основании настроечного сигнала, умножать каждый обработанный символ (y) на сопряженную величину соответствующего опорного сигнала (p*) и определять оценку (h) канала на основании результатов умножения.
58. A processing device for calculating a channel estimate using a training signal, the processing device comprising
a receiver module configured to receive a tuning signal representing a plurality of reference complex values respectively received on a plurality of reference frequency subcarriers during a single symbol period, and a plurality of corresponding mirror complex values respectively received on a plurality of corresponding mirror frequency subcarriers during a single symbol period , and the sum of the products of the reference complex values and the corresponding mirror complex values Nij is zero; and
a calculation module configured to generate a plurality of processed symbols (y) representing complex plane information based on the training signal, multiply each processed symbol (y) by the conjugate value of the corresponding reference signal (p * ) and determine the channel estimate (h) by based on the results of the multiplication.
RU2009137373/09A 2007-03-09 2008-03-07 Channel assessment with application of frequency smoothing RU2428805C2 (en)

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/684,566 2007-03-09
US11/684,566 US8428175B2 (en) 2007-03-09 2007-03-09 Quadrature modulation rotating training sequence
US89648007P 2007-03-22 2007-03-22
US60/896,480 2007-03-22
US11/755,719 2007-05-30
US11/853,808 US8064550B2 (en) 2007-03-09 2007-09-11 Quadrature imbalance estimation using unbiased training sequences
US11/853,808 2007-09-11
US11/853,809 2007-09-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009137373A RU2009137373A (en) 2011-04-20
RU2428805C2 true RU2428805C2 (en) 2011-09-10

Family

ID=44050897

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009137388/08A RU2438261C2 (en) 2007-03-09 2008-03-07 Quadrature imbalance estimation using unbiased training sequences
RU2009137373/09A RU2428805C2 (en) 2007-03-09 2008-03-07 Channel assessment with application of frequency smoothing

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009137388/08A RU2438261C2 (en) 2007-03-09 2008-03-07 Quadrature imbalance estimation using unbiased training sequences

Country Status (1)

Country Link
RU (2) RU2438261C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2438261C2 (en) 2011-12-27
RU2009137373A (en) 2011-04-20
RU2009137388A (en) 2011-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8081695B2 (en) Channel estimation using frequency smoothing
US8064550B2 (en) Quadrature imbalance estimation using unbiased training sequences
US8290083B2 (en) Quadrature imbalance mitigation using unbiased training sequences
US8290458B2 (en) System and method for IQ imbalance estimation using loopback with frequency offset
CN101641926B (en) Quadrature imbalance mitigation using unbiased training sequences
KR101093338B1 (en) Channel estimation using frequency smoothing
KR101109797B1 (en) Quadrature imbalance mitigation using unbiased training sequences
Askar et al. I/Q imbalance calibration for higher self-interference cancellation levels in full-duplex wireless transceivers
RU2428805C2 (en) Channel assessment with application of frequency smoothing
RU2458474C2 (en) Reducing quadrature imbalance using unbiased training sequences
Abd Aziz et al. A Comparative Study of In-phase and Quadrature (IQ) Imbalance Estimation and Compensation Algorithms for OFDM Receivers
Hoefel IEEE 802.11 ax: On hardware impairments and mitigation schemes for OFDM uplink multi-user MIMO PHY
Li Performance enhancement for LTE and beyond systems

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170308