RU2458474C2 - Reducing quadrature imbalance using unbiased training sequences - Google Patents

Reducing quadrature imbalance using unbiased training sequences Download PDF

Info

Publication number
RU2458474C2
RU2458474C2 RU2009137384/08A RU2009137384A RU2458474C2 RU 2458474 C2 RU2458474 C2 RU 2458474C2 RU 2009137384/08 A RU2009137384/08 A RU 2009137384/08A RU 2009137384 A RU2009137384 A RU 2009137384A RU 2458474 C2 RU2458474 C2 RU 2458474C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
training sequence
symbol
characters
value
complex
Prior art date
Application number
RU2009137384/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009137384A (en
Inventor
Рабих ЧРАБИЕХ (US)
Рабих ЧРАБИЕХ
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 US11/755,719 external-priority patent/US8290083B2/en
Priority claimed from US11/853,809 external-priority patent/US8081695B2/en
Application filed by Квэлкомм Инкорпорейтед filed Critical Квэлкомм Инкорпорейтед
Publication of RU2009137384A publication Critical patent/RU2009137384A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2458474C2 publication Critical patent/RU2458474C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: information technology.
SUBSTANCE: system and method are provided for transmitting an unbiased communication training sequence. The method generates an unbiased training sequence in a quadrature modulation transmitter. The unbiased training sequence represents uniform accumulated power evenly distributed in the complex plane. As a result, training information in the time domain is sent via an in-phase (I) modulation path having accumulated power. Training information in the time domain is sent via a quadrature (Q) modulation path having accumulated power equal to the I modulation path power. Also provided are a system and a method for calculating an unbiased channel estimate from a received unbiased training sequence.
EFFECT: reducing imbalance between quadrature paths to eliminate errors.
71 cl, 14 dwg

Description

Притязание на приоритет в соответствии с 35 U.S.C §120Priority claim in accordance with 35 U.S.C §120

Настоящая заявка на патент представляет собой частичное продолжение заявки на патент № 11/684,566, под названием QUADRATURE MODULATION ROTATING TRAINING SEQUENCE, поданной 9 марта 2007 г., находящейся на экспертизе, регистрационный номер патентного поверенного № 060395, и переданной ее правопреемнику и тем самым явно приведенной здесь в качестве ссылочного материала.This patent application is a partial continuation of patent application No. 11 / 684,566, under the name QUADRATURE MODULATION ROTATING TRAINING SEQUENCE, filed March 9, 2007, which is under examination, registration number of patent attorney No. 060395, and transferred to its assignee and thereby explicitly given here as a reference material.

Уровень техникиState of the art

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение, в общем, относится к оценке канала передачи данных и, более конкретно, к системам и способам использования несмещенной обучающей последовательности с квадратурной модуляцией при обучении оценок канала приемника. The present invention generally relates to estimating a data channel and, more particularly, to systems and methods for using an unbiased quadrature modulation training sequence in training receiver channel estimates.

Описание предшествующего уровня техникиDescription of the Related Art

На фиг. 1 показана блок-схема устройства предварительной обработки традиционного приемника (предшествующий уровень техники). Традиционный приемник для беспроводной связи включает в себя антенну, которая преобразует излучаемый сигнал в сигнал, передаваемый по проводам. После некоторой исходной фильтрации сигнал, передаваемый по проводам, усиливают. После получения достаточного уровня мощности несущая частота сигнала может быть преобразована путем смешения сигнала (преобразования с понижением частоты) с сигналом гетеродина. Поскольку принятый сигнал квадратурномодулирован, сигнал демодулируют, используя отдельные тракты I и Q, перед комбинированием. После преобразования частоты аналоговый сигнал может быть преобразован в цифровой сигнал, используя аналогово-цифровой преобразователь (ADC, АЦП), для обработки в основной полосе пропускания. Обработка может включать в себя быстрое преобразование Фурье (FFT, БПФ).In FIG. 1 shows a block diagram of a conventional receiver pre-processing device (prior art). A conventional wireless receiver includes an antenna that converts the emitted signal into a signal transmitted over the wires. After some initial filtering, the signal transmitted over the wires is amplified. After obtaining a sufficient power level, the carrier frequency of the signal can be converted by mixing the signal (down-conversion) with the local oscillator signal. Since the received signal is quadrature modulated, the signal is demodulated using separate paths I and Q before combining. After frequency conversion, the analog signal can be converted to a digital signal using an analog-to-digital converter (ADC, ADC) for processing in the main passband. Processing may include fast Fourier transform (FFT, FFT).

Существует множество ошибок, которые могут быть внесены в приемник, которые оказывают отрицательное влияние на оценки канала и восстановление полезного сигнала. Ошибки могут быть внесены из смесителей, фильтров и пассивных компонентов, таких как конденсаторы. Ошибки усугубляются, если они приводят к дисбалансу между трактами Q и I. При попытке оценки канала и таким образом обнуления некоторых из таких ошибок в системах связи может использоваться формат сообщения, который включает в себя обучающую последовательность, которая может быть повторяемым или предопределенным символом данных. Используя, например, систему мультиплексирования с ортогональным с частотным разделением (OFDM), одна и та же точка IQ сигнального созвездия может быть передана с повторением для каждой поднесущей.There are many errors that can be made to the receiver that negatively affect channel estimates and useful signal recovery. Errors can be made from mixers, filters, and passive components such as capacitors. Errors are exacerbated if they lead to an imbalance between the Q and I paths. When attempting to estimate a channel and thereby nullify some of these errors, communication systems may use a message format that includes a training sequence, which can be a repeatable or predefined data character. Using, for example, an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system, the same signal constellation IQ point can be transmitted in repetition for each subcarrier.

В попытке экономии энергии в портативных устройствах, работающих от батареи, в некоторых системах OFDM используется только один символ модуляции для обучения. Например, индуцируют единственное направление в сигнальном созвездии (например, тракт I), в то время как другое направление (например, тракт Q) не индуцируют. Такой же тип однонаправленного обучения также может быть использован с пилотными тонами. Примечание: скремблинг одиночного канала модуляции (например, канала I) со значением символа ±1 не поворачивает точку сигнального созвездия и не обеспечивает возможность индуцирования для квадратурного канала.In an attempt to save energy in portable, battery-powered devices, some OFDM systems use only one modulation symbol for training. For example, a single direction is induced in the signal constellation (for example, path I), while another direction (for example, path Q) is not induced. The same type of unidirectional training can also be used with pilot tones. Note: the scrambling of a single modulation channel (for example, channel I) with a symbol value of ± 1 does not rotate the point of the signal constellation and does not provide the possibility of induction for the quadrature channel.

В присутствии дисбаланса квадратурного тракта, что часто встречается в системах с большой полосой пропускания, описанная выше обучающая последовательность, используемая для экономии энергии, приводит к смещенной оценке канала. Смещенная оценка канала может хорошо выравнивать IQ сигнального созвездия в одном направлении (то есть в тракте I), но приводит к квадратурному дисбалансу в ортогональном направлении. Предпочтительно, чтобы любой дисбаланс был в равной степени распределен между двумя каналами.In the presence of an imbalance of the quadrature path, which is often found in systems with a large bandwidth, the training sequence described above, used to save energy, leads to a biased channel estimate. A biased channel estimate may well align the IQ of the signal constellation in one direction (i.e., in the I path), but leads to a quadrature imbalance in the orthogonal direction. Preferably, any imbalance is equally distributed between the two channels.

На фиг.2 показана схема, иллюстрирующая квадратурный дисбаланс на стороне приемника (предшествующий уровень техники). Хотя это и не показано, дисбаланс на стороне передатчика является аналогичным. Предположим, что тракт Q представляет собой опорный канал. Форма падающей волны представляет собой cos(ωt+θ), где θ представляет собой фазу канала. Тракт Q преобразуют с понижением частоты, используя -sin(ωt). Тракт I преобразуют с понижением частоты, используя (1+2ε)cos(ωt+2Δφ). 2Δφ и 2ε представляют соответственно ошибку фазы и ошибку амплитуды аппаратного дисбаланса. Фильтры низкой частоты H1 и HQ являются разными для каждого тракта. Фильтры вносят дополнительные амплитудные и фазовые искажения. Однако эти дополнительные искажения сосредоточены внутри 2Δφ и 2Δε. Примечание: эти два фильтра являются реальными и влияют как на +ω, так и на -ω идентичным образом.2 is a diagram illustrating a quadrature imbalance on the receiver side (prior art). Although not shown, the imbalance on the side of the transmitter is similar. Suppose that the Q path is a reference channel. The shape of the incident wave is cos (ωt + θ), where θ represents the phase of the channel. The Q path is downconverted using -sin (ωt). The I path is downconverted using (1 + 2ε) cos (ωt + 2Δφ). 2Δφ and 2ε represent the phase error and the amplitude error of the hardware imbalance, respectively. Low-pass filters H 1 and H Q are different for each path. Filters introduce additional amplitude and phase distortion. However, these additional distortions are concentrated inside 2Δφ and 2Δε. Note: these two filters are real and affect both + ω and -ω in the same way.

Предположим, что ошибки малы:Assume the errors are small:

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

Первый компонент с правой стороны, cos(ωt), представляет идеальный тракт I, в незначительной степени масштабированный. Второй компонент - 2Δφ.sin(ωt) представляет собой небольшую утечку из тракта Q. После преобразования с понижением частоты падающей волны:The first component on the right side, cos (ωt), represents the ideal path I, to a small extent scaled. The second component, 2Δφ.sin (ωt), is a small leak from the Q path. After conversion with decreasing frequency of the incident wave:

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

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

Ошибки приводят к неправильной интерпретации положений символов в сигнальном созвездии квадратурной модуляции, что, в свою очередь, приводит к некорректно демодулируемым данным.Errors lead to an incorrect interpretation of the positions of symbols in the signal constellation of quadrature modulation, which, in turn, leads to incorrectly demodulated data.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Приемники беспроводной связи подвержены ошибкам, вызванным недостатком допусков аппаратных компонентов, связанных со смесителями, усилителями и фильтрами. В квадратурных демодуляторах эти ошибки также могут привести к дисбалансу между трактами I и Q, в результате чего происходит неправильная обработка данных.Wireless receivers are prone to errors due to lack of tolerances for hardware components associated with mixers, amplifiers, and filters. In quadrature demodulators, these errors can also lead to an imbalance between paths I and Q, resulting in incorrect data processing.

Обучающий сигнал может быть использован для калибровки каналов приемника. Однако обучающий сигнал, который не индуцирует одновременно оба тракта I и Q, не позволяет решить проблему дисбаланса между двумя трактами.The training signal can be used to calibrate the receiver channels. However, the training signal, which does not simultaneously induce both paths I and Q, does not solve the problem of imbalance between the two paths.

В соответствии с этим, предложен способ передачи несмещенной обучающей последовательности связи. Способ генерирует несмещенную обучающую последовательность в передатчике с квадратурной модуляцией. Несмещенная обучающая последовательность представляет собой однородную накопленную мощность, равномерно распределенную в комплексной плоскости. Более явно обучающую информацию во временной области посылают через тракт (I) синфазной модуляции, имеющую накопленную мощность. Обучающую информацию во временной области посылают через тракт квадратурной (Q) модуляции, имеющую суммарную мощность, равную мощности тракта I модуляции.In accordance with this, a method for transmitting an unbiased training communication sequence. The method generates an unbiased training sequence in a quadrature modulated transmitter. An unbiased training sequence is a homogeneous accumulated power uniformly distributed in a complex plane. More explicitly, training information in the time domain is sent via the common mode modulation path (I) having stored power. The training information in the time domain is sent via a quadrature (Q) modulation path having a total power equal to the power of the modulation path I.

В одном аспекте генерируют несмещенную обучающую последовательность как пару сигналов, включающую в себя комплексный опорный сигнал (p) на частоте +f и комплексный зеркальный сигнал (pm) на частоте -f. Способ позволяет свести произведение (p·pm) к нулю.In one aspect, an unbiased training sequence is generated as a pair of signals including a complex reference signal (p) at a frequency of + f and a complex mirror signal (p m ) at a frequency of -f. The method allows to reduce the product (p · p m ) to zero.

Также предусмотрен способ расчета несмещенной оценки канала. В этом способе принимают несмещенную обучающую последовательность в приемнике с квадратурной демодуляцией. Несмещенная обучающая последовательность включает в себя предопределенные опорные сигналы (p), представляющие однородную накопленную мощность, равномерно распределенную в комплексной плоскости. Способ обрабатывает несмещенную обучающую последовательность и генерирует обработанные символы (y), представляющие информацию комплексной плоскости в несмещенной обучающей последовательности. Обработанные символы (y) умножают на сопряженную величину соответствующего опорного сигнала (p*) и получают несмещенную оценку (hu) канала.A method for calculating an unbiased channel estimate is also provided. In this method, an unbiased training sequence is received at a quadrature demodulation receiver. An unbiased training sequence includes predetermined reference signals (p) representing a uniform stored power uniformly distributed in a complex plane. The method processes an unbiased training sequence and generates processed symbols (y) representing complex plane information in an unbiased training sequence. The processed symbols (y) are multiplied by the conjugate value of the corresponding reference signal (p *) and an unbiased channel estimate (h u ) is obtained.

Дополнительные детали описанных выше способов, систем для генерирования несмещенных обучающих последовательностей и расчета несмещенных оценок канала и варианты этих систем и способов представлены ниже.Additional details of the above methods, systems for generating unbiased training sequences and calculation of unbiased channel estimates and options for these systems and methods are presented below.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг. 1 показана блок-схема устройства предварительной обработки традиционного приемника (предшествующий уровень техники).In FIG. 1 shows a block diagram of a conventional receiver pre-processing device (prior art).

На фиг. 2 показана схема, иллюстрирующая квадратурный дисбаланс на стороне приемника (предшествующий уровень техники).In FIG. 2 is a diagram illustrating a quadrature imbalance on the receiver side (prior art).

На фиг. 3 показана блок-схема, представляющая примерную систему передачи данных.In FIG. 3 is a block diagram showing an example data transmission system.

На фиг. 4 показана блок-схема системы или устройства для передачи несмещенной обучающей последовательности для передачи данных. In FIG. 4 shows a block diagram of a system or device for transmitting an unbiased training sequence for transmitting data.

На фиг. 5A показана схема, представляющая несмещенную обучающую последовательность, представленную как во временной области, так и в частотной области.In FIG. 5A is a diagram showing an unbiased training sequence represented in both the time domain and the frequency domain.

На фиг. 5B и 5C показаны схемы, представляющие однородное накопление мощности, равномерно распределенной в комплексной плоскости.In FIG. 5B and 5C are diagrams representing uniform storage of power uniformly distributed in a complex plane.

На фиг. 6 показана схема, представляющая несмещенную обучающую последовательность, используемую как последовательность пилотных тонов во временной области.In FIG. 6 is a diagram showing an unbiased training sequence used as a sequence of pilot tones in a time domain.

На фиг. 7 показана схема, представляющая несмещенную обучающую последовательность, используемую как преамбулу, предшествующую непредопределенным данным передачи. In FIG. 7 is a diagram showing an unbiased training sequence used as a preamble preceding undefined transmission data.

На фиг. 8 показана схема, представляющая несмещенную обучающую последовательность, используемую путем усреднения символов для множества сообщений.In FIG. 8 is a diagram showing an unbiased training sequence used by averaging characters for multiple messages.

На фиг. 9 показана блок-схема, представляющая устройство обработки, предназначенное для передачи несмещенной обучающей последовательности для передачи данных. In FIG. 9 is a block diagram showing a processing device for transmitting an unbiased training sequence for transmitting data.

На фиг. 10 показана блок-схема системы расчета несмещенной оценки канала.In FIG. 10 shows a block diagram of a system for calculating an unbiased channel estimate.

На фиг. 11 показана блок-схема, представляющая устройство обработки, предназначенное для расчета несмещенной оценки канала.In FIG. 11 is a block diagram showing a processing device for calculating an unbiased channel estimate.

На фиг. 12 представлены рабочие характеристики, достигнутые благодаря применению описанных выше алгоритмов для стандарта WiMedia UWB. In FIG. 12 shows the performance achieved through the application of the above algorithms for the WiMedia UWB standard.

На фиг. 13 показана блок-схема, иллюстрирующая способ передачи несмещенной обучающей последовательности для передачи данных.In FIG. 13 is a flowchart illustrating a method for transmitting an unbiased training sequence for transmitting data.

На фиг. 14 показана блок-схема, иллюстрирующая способ расчета несмещенной оценки канала.In FIG. 14 is a flowchart illustrating a method for calculating an unbiased channel estimate.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Различные варианты выполнения описаны ниже со ссылкой на чертежи. В следующем описании, с целью пояснения различные специфические детали представлены для обеспечения полного понимания одного или больше аспектов. Однако очевидно, что такой вариант (варианты) может быть осуществлен на практике без этих специфических деталей. В других случаях хорошо известные структуры и устройства представлены в форме блок-схемы для того, чтобы способствовать описанию этих вариантов выполнения. Various embodiments are described below with reference to the drawings. In the following description, for purposes of explanation, various specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of one or more aspects. However, it is obvious that such an option (s) can be practiced without these specific details. In other instances, well-known structures and devices are presented in block diagram form in order to facilitate describing these embodiments.

Используемые в данной заявке термины "процессор", "устройство обработки", "компонент", "модуль", "система" и т.п. предназначены для обозначения относящегося к компьютеру объекта, представленного либо в виде аппаратных средств, аппаратно реализованного программного обеспечения, комбинации аппаратных и программных средств, программного обеспечения или программного обеспечения в режиме исполнения. Например, компонент может представлять собой, но не ограничивается этим, процесс, идущий в процессоре; генерирование; процессор; объект; исполняемый элемент; поток обработки; программу и/или компьютер. В качестве иллюстрации, как приложение, работающее в компьютерном устройстве, так и компьютерное устройство могут представлять собой компонент. Один или больше компонентов могут находиться внутри процесса и/или потока обработки, и компонент может быть локализован в одном компьютере и/или может быть распределен между двумя или больше компьютерами. Кроме того, эти компоненты могут выполняться с различных считываемых компьютером носителей записи, на которых хранятся различные структуры данных. Компоненты могут связываться друг с другом с помощью локальных и/или дистанционных процессов, таких как, в соответствии с сигналом, имеющим один или больше пакетов данных (например, данных из одного компонента, взаимодействующего с другим компонентом, в локальной системе, распределенной системе и/или через сеть, такую как Интернет, с другими системами с помощью сигнала). Used in this application, the terms "processor", "processing device", "component", "module", "system", etc. designed to refer to a computer-related object, presented either in the form of hardware, hardware-implemented software, a combination of hardware and software, software or software in runtime. For example, a component may be, but is not limited to, a process running in a processor; generation; CPU; an object; executable element; processing stream; program and / or computer. By way of illustration, both an application running in a computer device and a computer device can be a component. One or more components may reside within a process and / or processing stream, and the component may be localized in one computer and / or may be distributed between two or more computers. In addition, these components can be executed from various computer-readable recording media on which various data structures are stored. Components can communicate with each other using local and / or remote processes, such as, in accordance with a signal having 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 using a signal).

Различные варианты выполнения будут описаны в виде систем, которые могут включать в себя множество компонентов, модулей и т.п. Следует понимать, что различные системы могут включать в себя дополнительные компоненты, модули и т.д. и/или могут не включать в себя все эти компоненты, модули и т.д., описанные со ссылкой на чертежи. Комбинация этих подходов также может использоваться.Various embodiments will be described in the form of systems, which may include many components, modules, and the like. It should be understood that various systems may include additional components, modules, etc. and / or may not include all of these components, modules, etc., described with reference to the drawings. A combination of these approaches can also be used.

Различные представленные для иллюстрации логические блоки, модули и схемы, которые были описаны выше, могут быть воплощены или могут быть выполнены с использованием процессора общего назначения, цифрового сигнального процессора (DSP, ЦСП), специализированных интегральных микросхем (ASIC, СИМС), программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA, ППВМ) или другого программируемого логического устройства, дискретных ключей или транзисторной логики, дискретных аппаратных компонентов или любой их комбинации, разработанной для выполнения описанных здесь функций. Процессор общего назначения может представлять собой микропроцессор, но в качестве альтернативы процессор может представлять собой любой обычный процессор, контроллер, микроконтроллер или конечный автомат. Процессор также может быть воплощен как комбинация вычислительных устройств, например комбинация DSP и микропроцессора, множества микропроцессоров, одного или больше микропроцессоров совместно с ядром DSP, или с использованием любой другой такой конфигурации.The various logical blocks, modules, and circuits presented above for illustration can be implemented or can be implemented using a general-purpose processor, a digital signal processor (DSP, DSP), specialized integrated circuits (ASIC, SIMS), a programmable valve matrix (FPGA, PPVM) or other programmable logic device, discrete keys or transistor logic, discrete hardware components, or any combination thereof designed to perform op the functions described here. 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 using any other such configuration.

Способы или алгоритмы, описанные в связи с раскрытыми здесь вариантами выполнения, могут быть воплощены непосредственно в виде аппаратных средств, в виде программного модуля, выполняемого процессором, или с использованием комбинации этих двух подходов. Программный модуль может находиться в памяти RAM (ОЗУ, оперативное запоминающее устройство), в памяти типа флэш, в памяти ROM (ПЗУ, постоянное запоминающее устройство), в памяти EPROM (СППЗУ, стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство), в памяти EEPROM (ЭСППЗУ, электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство), в регистрах, на жестком диске, на съемном диске, на CD-ROM (компакт-диск, предназначенный только для чтения), или в любой другой форме носителя записи, известного в данной области техники. Носитель записи может быть соединен с процессором таким образом, чтобы процессор мог считывать информацию с него и записывать информацию на носитель записи. В качестве альтернативы носитель записи может быть интегрирован в процессор. Процессор и носитель записи могут быть выполнены в ASIC (специализированной для решения конкретной задачи интегральной схеме). ASIC может быть установлена в узле или в другом месте. В качестве альтернативы процессор и носитель записи могут находиться как дискретные компоненты в узле или в другом месте в сети доступа.The methods or algorithms described in connection with the embodiments disclosed herein may be embodied directly in hardware, in a software module executed by a processor, or in a combination of the two. The program module can be in RAM (RAM, random access memory), in flash memory, in ROM (ROM, read-only memory), in EPROM (EPROM, erasable programmable read-only memory), in EEPROM (EEPROM, electrically erasable programmable read-only memory), in registers, on a hard disk, on a removable disk, on a CD-ROM (read-only CD), or in any other form of recording medium known in the art. The recording medium may be connected to the processor so that the processor can read information from it and write information to the recording medium. Alternatively, the recording medium may be integrated into the processor. The processor and the recording medium may be implemented in an ASIC (integrated circuit specialized for solving a specific problem). The ASIC can be installed in a host or in another location. Alternatively, the processor and the recording medium may reside as discrete components in a node or elsewhere in an access network.

На фиг. 3 показана блок-схема, представляющая примерную систему 300 передачи данных. Процессор 302 основной полосы имеют вход по линии 304 для приема цифровой информации из уровня управления доступом к среде (MAC, УДС) передачи данных. В одном аспекте процессор 302 основной полосы включает в себя кодер 306, имеющий вход по линии 304 для приема цифровой информации (MAC) и выход по линии 308 для выдачи кодированной цифровой информации в частотной области. Перемежитель 310 можно использовать для перемежения кодированной цифровой информации, выдачи информации после перемежения в частотной области по линии 312. Перемежитель 310 представляет собой устройство, которое преобразует одиночный входной сигнал, имеющий высокую скорость, в множество параллельных потоков с низкой скоростью, где каждый из потоков с более низкой скоростью ассоциирован с определенной поднесущей. Блок 314 обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT, ОБПФ) принимает информацию в частотной области, выполняет операцию IFFT для входной информации и выдает цифровой сигнал во временной области по линии 316. Цифро-аналоговый преобразователь 318 преобразует цифровой сигнал линии 316 в аналоговый сигнал в основной полосе пропускания линии 320. Как более подробно описано ниже, передатчик 322 модулирует сигнал в основной полосе пропускания и выдает сигнал в виде модулированных несущих, как выходной сигнал, по линии 324. Примечание: альтернативные схемные конфигурации, позволяющие выполнять те же функции, как описано выше, будут известны для специалистов в данной области техники. Хотя это и не явно представлено, система приемника могла бы быть составлена из аналогичного набора компонентов для обратной обработки информации, принятой из передатчика.In FIG. 3 is a block diagram showing an exemplary data communication 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 for receiving digital information (MAC) and an output on line 308 for providing encoded digital information in the frequency domain. An interleaver 310 can be used to interleave encoded digital information, to output information after interleaving in the frequency domain along line 312. An interleaver 310 is a device that converts a single input signal having a high speed into a plurality of parallel streams with a low speed, where each of the streams has lower speed is associated with a particular subcarrier. An inverse fast Fourier transform (IFFT, IFFT) unit 314 receives information in the frequency domain, performs an IFFT operation for the input information, and provides a digital signal in the time domain on line 316. A digital-to-analog converter 318 converts the digital signal of line 316 into an analog signal in the main band the transmission of line 320. As described in more detail below, the transmitter 322 modulates the signal in the main passband and provides a signal in the form of modulated carriers, as an output signal, on line 324. Note: alternative circuits e configuration, allowing to perform the same function as described above will be known to those skilled in the art. Although not explicitly represented, the receiver system could be composed of a similar set of components for reverse processing information received from the transmitter.

На фиг. 4 показана блок-схема системы или устройства, предназначенного для передачи несмещенной обучающей последовательности для передачи данных. Система 400 содержит передатчик или средство 402 передачи, имеющее вход по линии 404 для приема цифровой информации. Например, информация может быть выдана из уровня MAC. Передатчик 402 имеет выход по линии 406 для выдачи несмещенной обучающей последовательности с квадратурной модуляцией, представляющей однородную накопленную мощность, равномерно распределенную в комплексной плоскости.In FIG. 4 shows a block diagram of a system or device for transmitting an unbiased training sequence for transmitting data. System 400 comprises a transmitter or transmission means 402 having an input on line 404 for receiving digital information. For example, information may be issued from the MAC layer. Transmitter 402 has an output on line 406 to provide an unbiased training sequence with quadrature modulation representing uniform accumulated power uniformly distributed in the complex plane.

Передатчик 402 может включать в себя подсистему 407 передатчика, такую как подсистема радиочастотного (RF, РЧ) передатчика, в которой используется антенна 408, для связи через радиоканал или вакуумную среду. Однако следует понимать, что изобретение применимо к любой среде передачи данных (например, беспроводной, кабельной, оптической), которая позволяет переносить квадратурно-модулированную информацию. Подсистема 407 передатчика включает в себя тракт (I) синфазной 410 модуляции или средство для генерирования обучающей информации I модуляции во временной области, имеющей накопленную мощность. Подсистема 407 передатчика также включает в себя тракт (Q) квадратурной 412 модуляции или средство для генерирования обучающей информации Q модуляции во временной области, имеющей накопленную мощность, равную мощности тракта I модуляции. Информацию тракта I по линии 404a преобразуют с повышением частоты в смесителе 414 с использованием несущей fc, в то время как информацию тракта Q по линии 404b преобразуют с повышением частоты в смесителе 416 с использованием варианта несущей со сдвигом фазы (fc+90°). Тракт 410 I и тракт 412 Q суммируют в блоке 418 комбинирования и выдают по линии 420. В некоторых аспектах сигнал усиливают в усилителе 422 и выдают к антенне 408 по линии 406, из которой излучают несмещенные обучающие последовательности. Тракты I и Q в качестве альтернативы могут называться каналами I и Q. Несмещенная обучающая последовательность также может называться поворотным обучающим сигналом, квадратурно-сбалансированной обучающей последовательностью, сбалансированной обучающей последовательностью или несмещенным обучающим сигналом. Transmitter 402 may include a transmitter subsystem 407, such as a radio frequency (RF, RF) transmitter subsystem that uses an antenna 408, for communication through a radio channel or vacuum environment. However, it should be understood that the invention is applicable to any data transmission medium (for example, wireless, cable, optical) that allows the transfer of quadrature modulated information. The transmitter subsystem 407 includes an in-phase 410 modulation path (I) or means for generating I modulation training information in a time domain having stored power. The transmitter subsystem 407 also includes a quadrature modulation path (Q) 412 or means for generating training information Q modulation in a time domain having an accumulated power equal to the power of the modulation path I. Channel I information on line 404a is up-converted in mixer 414 using carrier fc, while channel Q information on line 404b is up-converted in mixer 416 using phase shift carrier (fc + 90 °). Path 410 I and path 412 Q are summed in combining unit 418 and output on line 420. In some aspects, the signal is amplified in amplifier 422 and output to antenna 408 on line 406 from which unbiased training sequences are emitted. Alternatively, paths I and Q may be called channels I and Q. An unbiased training sequence may also be called a rotary training signal, a quadrature balanced training sequence, a balanced training sequence, or an unbiased training signal.

Например, несмещенная обучающая последовательность может быть первоначально передана через тракт 410 I модуляции с обучающей информацией, впоследствии передаваемой через тракт 412 Q модуляции. Таким образом, обучающий сигнал может включать в себя такую информацию, как символ, или повторяющуюся последовательность символов, передаваемых только через тракт I модуляции, после чего передачу символа или повторяющейся последовательности символов выполняют только через тракт Q модуляции. В качестве альтернативы обучающая информация может быть передана первоначально через тракт Q модуляции и впоследствии через тракт I модуляции. В случае когда одиночные символы передают поочередно через тракты I и Q, передатчик передает поворотный обучающий сигнал. Например, первый символ всегда может быть (1,0), второй символ всегда может быть (0, 1), третий символ (-1, 0) и четвертый символ (0-1).For example, an unbiased training sequence may be initially transmitted through a modulation path 410 I with training information subsequently transmitted through a Q modulation path 412. Thus, the training signal may include information such as a symbol or a repeating sequence of characters transmitted only through the modulation path I, after which the transmission of the symbol or repeating sequence of characters is performed only through the modulation path Q. Alternatively, training information may be transmitted initially through a modulation path Q and subsequently through a modulation path I. In the case where single characters are transmitted alternately through paths I and Q, the transmitter transmits a rotary training signal. For example, the first character can always be (1,0), the second character can always be (0, 1), the third character (-1, 0) and the fourth character (0-1).

Однако нет необходимости просто чередовать передачу символов через тракты I и Q модуляции для обеспечения поворота символа, как описано выше. Например, передатчик может передавать обучающую информацию одновременно через оба тракта I и Q модуляции и комбинировать модулированные сигналы I и Q.However, there is no need to simply alternate the transmission of the symbols through the modulation paths I and Q to allow rotation of the symbol as described above. For example, a transmitter can transmit training information simultaneously through both modulation paths I and Q and combine modulated signals I and Q.

Описанный выше тип поворота несмещенной обучающей последовательности, при котором первоначально передают обучающий сигнал через (только) тракт I модуляции, может быть выполнен путем подачи питания в тракт I модуляции, без подачи питания в тракт Q модуляции. Затем передатчик передает обучающий сигнал через тракт Q модуляции путем подачи питания в тракт Q модуляции после передачи обучающей информации через тракт I модуляции. Обучающие символы можно также поворачивать путем выдачи символов, каждый из которых одновременно имеет компоненты I и Q, как это обычно бывает при квадратурной модуляции. The type of rotation of the unbiased training sequence described above, in which the training signal is initially transmitted through (only) the modulation path I, can be performed by supplying power to the modulation path I without supplying power to the modulation path Q. The transmitter then transmits the training signal through the modulation path Q by supplying power to the modulation path Q after transmitting the training information through the modulation path I. Training symbols can also be rotated by issuing symbols, each of which simultaneously has components I and Q, as is usually the case with quadrature modulation.

Как правило, передатчик 402 также передает квадратурно-модулированные (непредопределенные) данные коммуникации. Несмещенную обучающую последовательность используют в приемнике (не показан) для формирования несмещенных оценок канала, что позволяет более точно восстанавливать непредопределенные данные коммуникации. В одном аспекте квадратурно-модулированные данные коммуникации передают после передачи несмещенной обучающей последовательности. В другом аспекте несмещенную обучающую последовательность передают одновременно с данными коммуникации в форме пилотных сигналов. Система не ограничивается какой-либо конкретной временной взаимосвязью между обучающим сигналом и квадратурно-модулированными данными коммуникации.Typically, transmitter 402 also transmits quadrature modulated (undefined) communication data. An unbiased training sequence is used in a receiver (not shown) to form unbiased channel estimates, which allows more accurate recovery of undefined communication data. In one aspect, quadrature modulated communication data is transmitted after transmitting an unbiased training sequence. In another aspect, an unbiased training sequence is transmitted simultaneously with communication data in the form of pilot signals. The system is not limited to any particular temporal relationship between the training signal and quadrature modulated communication data.

Для того чтобы быть несмещенными, значения символа, ассоциированные с любой конкретной поднесущей, могут периодически изменяться. Самое простое средство равномерного распределения информации в комплексной плоскости, когда существует четное количество символов на сообщение, состоит в повороте значения символа на 90 градусов каждый период. Как используется здесь, сообщение представляет собой группировку символов в предопределенном формате. Сообщение имеет длительность несколько периодов символов. Один или больше символов могут быть переданы в каждый период символа. Некоторые сообщения включают в себя преамбулу, которая предшествует основному телу сообщения. Например, сообщение может быть сформировано как длинный пакет, содержащий множество символов OFDM. Каждый символ OFDM содержит множество поднесущих. В некоторых аспектах преамбула сообщения включает в себя несмещенную обучающую последовательность. В других аспектах несмещенная обучающая последовательность представляет собой последовательность из пилотных сигналов, которые передают одновременно с непредопределенными данными коммуникации.In order to be unbiased, the symbol values associated with any particular subcarrier may change periodically. The simplest means of evenly distributing information in a complex plane, when there is an even number of characters per message, is to rotate the character value 90 degrees each period. As used here, a message is a grouping of characters in a predefined format. A message has a duration of several periods of characters. One or more characters may be transmitted in each symbol period. Some messages include a preamble that precedes the main body of the message. For example, a message may be formed as a long packet containing multiple OFDM symbols. Each OFDM symbol contains multiple subcarriers. In some aspects, the message preamble includes an unbiased training sequence. In other aspects, an unbiased training sequence is a sequence of pilot signals that transmit simultaneously with undefined communication data.

Если нечетное количество символов используют в обучающей последовательности сообщения, методика, которая поворачивает фазу символа на 90 градусов каждый период, не всегда полезна. Для последовательности из 3 символов можно использовать поворот на 60 градусов или 120 градусов для равномерного распределения значения |[r1] символа в комплексной плоскости. Для 5 символов можно использовать поворот на 180/5 градусов или 360/5 градусов. Если количество символов в обучающей последовательности представляет собой простое число, можно использовать решения, представляющие собой комбинацию. Например, если в сумме сообщение содержит 7 символов, тогда можно использовать поворот на 90 градусов для первых 4 символов и поворот на 120 (или 60) градусов для следующих трех символов. В другом аспекте несмещенная обучающая последовательность может быть усреднена по более чем одному сообщению. Например, если сообщение включает в себя 3 обучающих символа, тогда комбинация из 2 сообщений включает в себя 6 символов. В контексте обучающего сигнала из 6 символов можно использовать поворот на 90 градусов между символами.If an odd number of characters are used in the training message sequence, a technique that rotates the character phase 90 degrees each period is not always useful. For a sequence of 3 characters, you can use a rotation of 60 degrees or 120 degrees to evenly distribute the value | [r1] character in the complex plane. For 5 characters, you can use a rotation of 180/5 degrees or 360/5 degrees. If the number of characters in the training sequence is a prime, you can use solutions that are a combination. For example, if the total message contains 7 characters, then you can use a 90 degree rotation for the first 4 characters and a 120 (or 60) degree rotation for the next three characters. In another aspect, an unbiased training sequence may be averaged over more than one message. For example, if a message includes 3 training characters, then a combination of 2 messages includes 6 characters. In the context of a 6-character training signal, you can use a 90-degree rotation between characters.

Поскольку мощность представляет собой меру, зависящую от квадрата комплексного значения символа, мощность, ассоциированную с вектором символа под углом θ, представленную в комплексном пространстве, также можно рассматривать как мощность при (θ+180). Следовательно, накопленная мощность под углом 60 градусов представляет собой то же, что и мощность под углом 240 градусов. Другими словами, мощность, ассоциированная с символом под углом θ, может быть суммирована с мощностью под углом (θ+180). В результате суммирования мощности под углами θ и (θ+180) комплексное пространство, если его рассматривать проецируя на мощность, охватывает только 180 градусов. По этой причине равномерное накопление мощности равномерно распределено в комплексном пространстве, когда несмещенная обучающая последовательность состоит только из 2 ортогональных символов или 3 символов, разделенных 60 градусами.Since the power is a measure depending on the square of the complex value of the symbol, the power associated with the symbol vector at an angle θ represented in the complex space can also be considered as the power at (θ + 180). Therefore, the accumulated power at an angle of 60 degrees is the same as the power at an angle of 240 degrees. In other words, the power associated with the symbol at an angle θ can be added to the power at an angle (θ + 180). As a result of summing the power at angles θ and (θ + 180), the complex space, if viewed when projecting onto the power, covers only 180 degrees. For this reason, uniform power storage is evenly distributed in the complex space when an unbiased training sequence consists of only 2 orthogonal symbols or 3 symbols separated by 60 degrees.

На фиг. 5A показана схема, представляющая несмещенную обучающую последовательность, представленную как во временной области, так и в частотной области. В одном аспекте передатчик генерирует пару сигналов, включающую в себя комплексный опорный сигнал (p) на частоте +f и комплексный зеркальный сигнал (pm) на частоте -f, с нулевым произведением (p·pm). Например, в момент времени i=1 произведение (p1·p1m)=0. Как отмечено выше, p и pm представляют собой комплексные значения с компонентами амплитуды и фазы. В другом аспекте передатчик генерирует i экземпляров опорного сигнала (p) и зеркального сигнала (pm) и сводит к нулю сумму произведений (Pi·Pim). Другими словами, сумма (Pi·Pim)=0 для i от 1 до N. Следует отметить, что символ "точки" между Pi·Pim представляет обычную операцию умножения между скалярными числами.In FIG. 5A is a diagram showing an unbiased training sequence represented in both the time domain and the frequency domain. In one aspect, the transmitter generates a pair of signals including a complex reference signal (p) at a frequency of + f and a complex mirror signal (p m ) at a frequency of -f, with a zero product (p · p m ). For example, at time i = 1, the product (p 1 · p 1m ) = 0. As noted above, p and pm are complex values with amplitude and phase components. In another aspect, the transmitter generates i instances of the reference signal (p) and the mirror signal (p m ) and nullifies the sum of the products (P i · P im ). In other words, the sum (P i · P im ) = 0 for i from 1 to N. It should be noted that the “dot” symbol between P i · P im represents the usual operation of multiplication between scalar numbers.

Аналогично, когда передатчик генерирует i экземпляров опорного сигнала и зеркального сигнала, значения p и pm пары сигналов могут, но не обязательно, изменяться для каждого экземпляра. Например, передатчик может сводить к нулю сумму произведений (pi·pim) путем генерирования информации в виде комплексного значения, которое остается постоянным для каждого экземпляра, для представления p. Для представления pm передатчик может генерировать информацию как комплексное значение, которое поворачивается на 180 градусов в каждом экземпляре. Однако существует почти бесконечное количество других способов, с помощью которых произведение (pi·pim) может быть сделано равным нулю. Similarly, when the transmitter generates i instances of the reference signal and the mirror signal, the values of p and p m of the signal pair can, but need not, change for each instance. For example, a transmitter can nullify the sum of the products (p i · p im ) by generating information as a complex value that remains constant for each instance to represent p. To represent p m, the transmitter can generate information as a complex value that rotates 180 degrees in each instance. However, there are an almost infinite number of other ways in which the product (p i · p im ) can be made equal to zero.

В другом аспекте передатчик генерирует i экземпляров опорного сигнала (p) и зеркального сигнала (pm) и произведение (pi·pim) для каждого экземпляра. Передатчик сводит в пары эти экземпляры и делает равным нулю сумму произведений от каждого экземпляра пары.In another aspect, the transmitter generates i instances of a reference signal (p) and a mirror signal (p m ) and a product (p i · p im ) for each instance. The transmitter pairs these instances and makes the sum of the products from each instance of the pair equal to zero.

Например, одно или более сообщений могут содержать временную последовательность из N пилотных тонов для данной поднесущей f, с N пилотными тонами для зеркальной поднесущей -f. Как отмечено выше при описании фиг. 5A, для формирования несмещенной обучающей последовательности, используя этот пилотный тон, общее решение состоит в том, что сумма (pi·pim)=0, для i от 1 до N. Для одного конкретного решения пилотные тоны сводят в пары для i=1 и 2. Таким образом, p1·p1m+p2·p2m=0. Аналогично, пилотные тоны для i=3 и 4 могут быть сведены в пары следующим образом: p3·p3m+p4·p4m=0. Такое сведение в пары может продолжаться до i=N. Если каждая пара имеет сумму, равную нулю, тогда общая сумма также будет равна нулю, то есть сумма pi·pim=0. Сведение в пары упрощает проблему обнуления. Вместо поиска N пилотных сигналов, которые удовлетворяют sum pi·pim=0, достаточно, чтобы можно было обнулить 2 пары пилотных сигналов.For example, one or more messages may comprise a time sequence of N pilot tones for a given subcarrier f, with N pilot tones for a mirror subcarrier -f. As noted above in the description of FIG. 5A, to form an unbiased training sequence using this pilot tone, the general solution is that the sum (p i · p im ) = 0, for i from 1 to N. For one specific solution, pilot tones are paired for i = 1 and 2. Thus, p 1 · p 1m + p 2 · p 2m = 0. Similarly, pilot tones for i = 3 and 4 can be paired as follows: p 3 · p 3m + p 4 · p 4m = 0. Such pairing can continue up to i = N. If each pair has a sum equal to zero, then the total amount will also be zero, that is, the sum p i · p im = 0. Pairing simplifies the zeroing problem. Instead of searching for N pilot signals that satisfy sum p i · p im = 0, it is enough that 2 pairs of pilot signals can be reset.

Как описано выше, простые примеры формирования несмещенной обучающей последовательности включают в себя либо поворот символов на 90 градусов во временной области или в частотной области, поддержания опорного символа на +f, на замену знака зеркального сигнала на -f. В обоих этих примерах используют 2 пары тонов и они удовлетворяют уравнению p1·p1m+p2·p2m=0. As described above, simple examples of generating an unbiased training sequence include either rotating the characters 90 degrees in the time domain or in the frequency domain, maintaining the reference symbol by + f, replacing the sign of the mirror signal with -f. In both of these examples, 2 tone pairs are used and they satisfy the equation p 1 · p 1m + p 2 · p 2m = 0.

В качестве альтернативы несмещенная обучающая последовательность может включать в себя:Alternatively, an unbiased training sequence may include:

Время 1: p1 для +f и p1m для -f;Time 1: p 1 for + f and p 1m for -f;

Время 2: p2 для +f и p2m для -f;Time 2: p 2 for + f and p 2m for -f;

Время 3: p3 для +f и P3m для -f; иTime 3: p 3 for + f and P 3m for -f; and

Время 4: p4 для +f и p4m для -f. Time 4: p 4 for + f and p 4m for -f.

Несмещенная обучающая последовательность может быть получена путем усреднения. Принцип несмещенной обучающей последовательности диктует, что пилотный сигнал должен удовлетворять следующему уравнению:An unbiased training sequence can be obtained by averaging. The principle of an unbiased training sequence dictates that the pilot signal must satisfy the following equation:

p1·p1m+p2·p2m+p3·p3m+p4·p4m=0.p 1 · p 1m + p 2 · p 2m + p 3 · p 3m + p 4 · p 4m = 0.

В качестве варианта несмещенная обучающая последовательность может быть организована следующим образом:Alternatively, an unbiased training sequence may be organized as follows:

p1·p1m+p2·p2m=0 и p3·p3m+p4·p4m=0.p 1 · p 1m + p 2 · p 2m = 0 and p 3 · p 3m + p 4 · p 4m = 0.

На фиг. 5B и 5C показаны схемы, представляющие однородное накопление мощности, равномерно распределенной в комплексной плоскости. Комплексную плоскость можно использовать для представления информации действительной оси (R) и мнимой оси (I). Круг представляет границу однородной мощности или энергии с нормализованным значением 1. На фиг. 5B несмещенная обучающая последовательность сформирована из 3 символов: первый символ (A) при 0 градусах; второй символ (B) при 120 градусах; и третий символ (C) при 240 градусах. Такое же распределение мощности получают, когда первый символ (A) остается в позиции 0 градусов, второй символ (B') находится под 60 градусов, и третий символ (C') при 120 градусов. Мощность, ассоциированная с каждым символом, равна 1. In FIG. 5B and 5C are diagrams representing uniform storage of power uniformly distributed in a complex plane. The complex plane can be used to represent real axis (R) and imaginary axis (I) information. The circle represents the boundary of uniform power or energy with a normalized value of 1. In FIG. 5B, an unbiased training sequence is formed of 3 characters: the first character (A) at 0 degrees; second character (B) at 120 degrees; and the third character (C) at 240 degrees. The same power distribution is obtained when the first character (A) remains at 0 degrees, the second character (B ') is under 60 degrees, and the third character (C') is at 120 degrees. The power associated with each symbol is 1.

На фиг. 5C несмещенную обучающую последовательность формируют из 5 символов: 2 символа при 0 градусов, каждый с мощностью 0,5, таким образом, что накопленная мощность составляет 1; символ при 90 градусов с мощностью 1; символ при 180 градусов с мощностью 1; и символ при 270 градусов с мощностью 1.In FIG. 5C an unbiased training sequence is formed of 5 characters: 2 characters at 0 degrees, each with a power of 0.5, so that the stored power is 1; character at 90 degrees with a power of 1; symbol at 180 degrees with a power of 1; and a symbol at 270 degrees with a power of 1.

Используемый здесь упомянутый выше термин "однородное накопление мощности" может точно соответствовать накоплению в каждом направлении комплексной плоскости, поскольку во множестве обстоятельств возможно принять и передать несмещенную обучающую последовательность с нулевой ошибкой. Таким образом, обучающая последовательность будет смещена на 100%. Другими словами, сумма pi·pim=0, как описано выше. При использовании анализа наихудшего случая усредняют L пилотных символов, каждый из которых имеет однородную накопленную мощность, следующим образом:As used above, the term “uniform power storage” can exactly correspond to the storage in each direction of the complex plane, since in many circumstances it is possible to receive and transmit an unbiased training sequence with zero error. Thus, the training sequence will be shifted by 100%. In other words, the sum p i · p im = 0, as described above. When using the worst case analysis, average L pilot symbols, each of which has a uniform stored power, as follows:

|sum pi·pim|=sum|pi|2=L.| sum p i · p im | = sum | p i | 2 = L.

Если L составляет 100%, и если |sum pi·pim|=L/4, тогда ошибка (однородной суммарной мощности) составляет 25%. Несмещенная обучающая последовательность с ошибкой 25% все еще дает отличные результаты. Если используют L/2 (ошибка 50%), получают хороший результат, поскольку интерференция IQ по оценке канала все еще уменьшается на 6 дБ.If L is 100%, and if | sum p i · p im | = L / 4, then the error (of uniform total power) is 25%. An unbiased training sequence with a 25% error still gives excellent results. If L / 2 is used (50% error), a good result is obtained since the IQ interference in the channel estimation is still reduced by 6 dB.

На фиг. 6 показана схема, представляющая несмещенную обучающую последовательность, выполненную как последовательность пилотных тонов во временной области. Передатчик может генерировать несмещенную обучающую последовательность, выдавая P пилотных символов за период символа в множестве периодов символа. Каждый импульс на чертеже представляет символ. Передатчик генерирует (N-P) квадратурно-модулированных символов данных коммуникаций на период символа и одновременно выдает N символов на период символа в множестве периодов символов. Во многих системах передачи данных, таких, которые соответствуют стандартам IEEE 802.11 и UWB, пилотные тоны используют с целью обучения канала. In FIG. 6 is a diagram showing an unbiased training sequence made as a sequence of pilot tones in a time domain. The transmitter may generate an unbiased training sequence by outputting P pilot symbols per symbol period in a plurality of symbol periods. Each pulse in the drawing represents a symbol. The transmitter generates (N-P) quadrature modulated communication data symbols per symbol period and simultaneously outputs N symbols per symbol period in a plurality of symbol periods. In many data transmission systems, such as those that comply with the IEEE 802.11 and UWB standards, pilot tones are used to train the channel.

На фиг. 7 показана схема, представляющая несмещенную обучающую последовательность, сформированную как преамбула, предшествующая не определенным заранее данным коммуникации. Передатчик генерирует квадратурные модулированные данные коммуникации и выдает несмещенную обучающую последовательность в первом множестве периодов символов (например, во время 1-4), после чего следуют квадратурно-модулированные данные коммуникации во втором множестве периодов символов (например, во время от 5 до N). И снова импульсы на чертеже представляют символы. In FIG. 7 is a diagram showing an unbiased training sequence formed as a preamble preceding communication data not predetermined. The transmitter generates quadrature modulated communication data and provides an unbiased training sequence in the first set of symbol periods (e.g., during 1-4), followed by quadrature modulated communication data in the second set of symbol periods (e.g., from 5 to N). Again, the pulses in the drawing represent the symbols.

Например, в системе ультраширокополосной радиосвязи (UWB, УШП) используют 6 символов, передаваемых перед передачей данных или сигнала маяка. Поэтому 3 последовательных символа могут быть сгенерированы в тракте I модуляции, после которых следуют 3 последовательных символа в тракте Q модуляции. Используя такую обработку, Q канал требуется активировать на короткий период для 3 символов перед возвращением в режим ожидания. Однако существует множество других комбинаций символов, которые можно использовать для генерирования несмещенной обучающей последовательности. For example, in an ultra-wideband radio communication system (UWB, UWB), 6 symbols are used that are transmitted before transmitting data or a beacon signal. Therefore, 3 consecutive symbols can be generated in the modulation path I, followed by 3 consecutive symbols in the modulation path Q. Using this processing, the Q channel needs to be activated for a short period of 3 characters before returning to standby mode. However, there are many other combinations of symbols that can be used to generate an unbiased training sequence.

На фиг. 5B или 5C можно видеть, что передатчик генерирует временную последовательность символов комплексной плоскости с равной накопленной мощностью в множестве направлений (в комплексной плоскости). Используемый здесь термин "направление" относится к сложению векторов под каждым углом θ и (θ+180). Например, мощность, ассоциированную с символом под 0 градусов, накапливают с мощностью символа под 180 градусов, и 0 и 180 градусов представляют собой одно и то же направление. Вследствие такой взаимосвязи временная последовательность символов в несмещенной обучающей последовательности имеет общую мощность, ассоциированную с информацией действительной оси во временной области, и равную общую мощность, ассоциированную с информацией мнимой оси во временной области, как передаваемых в множестве периодов символов с помощью передатчика. В другом аспекте несмещенная обучающая последовательность, представляющая однородную накопленную мощность, равномерно распределенную в комплексной плоскости, может быть выражена как временная последовательность i комплексных символов (a) во временной области следующим образом: In FIG. 5B or 5C, it can be seen that the transmitter generates a time sequence of symbols of the complex plane with equal accumulated power in a plurality of directions (in the complex plane). As used herein, the term “direction” refers to the addition of vectors at each angle θ and (θ + 180). For example, the power associated with a symbol at 0 degrees is accumulated with a symbol power at 180 degrees, and 0 and 180 degrees represent the same direction. Due to this relationship, the temporal sequence of symbols in an unbiased training sequence has a common power associated with real axis information in the time domain and an equal total power associated with imaginary axis information in the time domain, as transmitted in a plurality of symbol periods using a transmitter. In another aspect, an unbiased training sequence representing a uniform stored power uniformly distributed in a complex plane can be expressed as a time sequence i of complex symbols (a) in the time domain as follows:

sum ai(k)·ai(k)=0,sum a i (k) a i (k) = 0,

где k представляет собой количество выборок на период символов. Следует отметить, что "точка" между символами ai и ai предназначена для представления обычной операции умножения между скалярными числами.where k is the number of samples per character period. It should be noted that the “point” between the characters a i and a i is intended to represent the usual operation of multiplication between scalar numbers.

Следовательно, символ ai типично представляет собой поднесущую с периодической формой колебаний, а не имеет какое-либо одно конкретное значение. Таким образом, ai изменяется с течением времени и может быть представлен как ai(t). Однако если получены t выборок, символ может быть представлен как ai(kT) или ai(k), если предполагать, что T нормализовано до 1. Для систем во временной области сложение по k исчезает. При использовании только одной выборки на символ символ и выборка становятся одинаковыми, и уравнение может быть записано следующим образом: Therefore, the symbol a i typically represents a subcarrier with a periodic waveform, and does not have any one specific meaning. Thus, a i changes over time and can be represented as a i (t). However, if t samples are received, the symbol can be represented as a i (kT) or a i (k), assuming that T is normalized to 1. For systems in the time domain, addition over k disappears. When using only one selection per symbol, the symbol and the selection become the same, and the equation can be written as follows:

sum ai·ai=0.sum a i · a i = 0.

Для иллюстрации с использованием простой 2-символьной ортогональной несмещенной обучающей последовательности, если первый символ (i=1) имеет угол 0 градусов, равная величина мощности должна существовать под углом 180 градусов, для удовлетворения уравнению. Аналогично, если второй символ находится под 90 градусов, равная величина мощности должна существовать под углом 270 градусов. Другие более сложные примеры могут потребовать суммирования символов по индексам i для получения обнуленного конечного результата.To illustrate, using a simple 2-character orthogonal unbiased training sequence, if the first character (i = 1) has an angle of 0 degrees, an equal amount of power must exist at an angle of 180 degrees to satisfy the equation. Similarly, if the second symbol is at 90 degrees, an equal amount of power should exist at an angle of 270 degrees. Other more complex examples may require summing the characters over the i indices to get a null final result.

Если рассмотреть альтернативно, формула sum ai·ai=0 относится к тому факту, что если проекция будет выполнена в любом направлении комплексной плоскости, и будет рассчитана мощность, эта мощность всегда остается одинаковой, независимо от угла. Мощность в направлении φ составляет:If we consider alternatively, the formula sum a i · a i = 0 refers to the fact that if the projection is performed in any direction of the complex plane and the power is calculated, this power always remains the same, regardless of the angle. Power in the direction φ is:

Figure 00000001
Figure 00000001

Эта мощность остается постоянной для всех φ, если и только если sum ai·ai=0. This power remains constant for all φ if and only if sum a i · a i = 0.

Можно показать, что формула в частотной области (sum pi·pim=0) эквивалентна sum ai·ai=0. Сигнал во временной области, соответствующий pi и pim, представляет собой:It can be shown that the formula in the frequency domain (sum p i · p im = 0) is equivalent to sum a i · a i = 0. The signal in the time domain corresponding to p i and p im is:

Figure 00000002
Figure 00000002

поскольку pi модулирует +f и pim модулирует -f.since p i modulates + f and p im modulates -f.

В пределах одного символа i интеграл по времени ai·ai представляет собой:Within one symbol i, the time integral a i · a i represents:

Figure 00000003
Figure 00000003

поскольку exp(j4πft) поворачивается несколько раз и исчезает при интегрировании в один символ.since exp (j4πft) rotates several times and disappears when integrated into one character.

Тогда ai·ai, собранное в одном символе, равно pi·pim. Если просуммировать все символы:Then a i · a i collected in one character is equal to p i · p im . If you sum up all the characters:

Figure 00000004
Figure 00000004

На фиг. 8 показана схема, представляющая несмещенную обучающую последовательность, сформированную путем усреднения символов по множеству сообщений. Символ (или более чем один символ не показан) генерируют в первый период символа в первом сообщении. Символ генерируют во второй период символа во втором сообщении, следующем после первого сообщения. В более общем случае символы обучающей информации генерируют в множестве (n) сообщений. Передатчик генерирует несмещенную обучающую последовательность, формируя равную мощность в множестве направлений в комплексной плоскости, как накопленную по множеству сообщений. Хотя показана обучающая последовательность типа преамбулы аналогично фиг. 7, тот же тип анализа применяют к несмещенной обучающей последовательности пилотного символа.In FIG. 8 is a diagram showing an unbiased training sequence formed by averaging characters over a plurality of messages. A symbol (or more than one symbol not shown) is generated in the first symbol period in the first message. The symbol is generated in the second symbol period in the second message following the first message. More generally, training information symbols are generated in a plurality of (n) messages. The transmitter generates an unbiased training sequence, forming equal power in many directions in the complex plane, as accumulated over many messages. Although a preamble type training sequence is shown in the same manner as in FIG. 7, the same type of analysis is applied to an unbiased training pilot symbol sequence.

На фиг. 9 показана блок-схема, представляющая устройство обработки для передачи несмещенной обучающей последовательности для передачи данных. Устройство 900 обработки включает в себя модуль 902 передатчика, предназначенный для приема цифровой информации по линии 904 и выдачи несмещенной обучающей последовательности с квадратурной модуляцией по линии 906. Несмещенная обучающая последовательность представляет однородное накопление мощности, равномерно распределенной в комплексной плоскости. Функции, ассоциированные с устройством 900 обработки, аналогичны передатчику, описанному выше со ссылкой на фиг. 3-8, и не будут повторяться здесь для краткости изложения.In FIG. 9 is a block diagram showing a processing device for transmitting an unbiased training sequence for transmitting data. The processing device 900 includes a transmitter module 902 for receiving digital information on line 904 and generating an unbiased training sequence with quadrature modulation on line 906. The unbiased training sequence represents uniform power storage uniformly distributed in a complex plane. The functions associated with the processing device 900 are similar to the transmitter described above with reference to FIG. 3-8, and will not be repeated here for brevity.

На фиг. 10 показана блок-схема системы, предназначенная для расчета несмещенной оценки канала. Система 1000 содержит приемник квадратурной демодуляции или средство 1002 приема, имеющее вход по линии 1004, для приема несмещенной обучающей последовательности. Так же как и для передатчика по фиг. 4, приемник 1002 может представлять собой RF устройство, соединенное с антенной 1005, для приема излучаемой информации. Однако приемник может в качестве альтернативы принимать несмещенную обучающую последовательность через кабельную или оптическую среду (не показана). Несмещенная обучающая последовательность включает в себя предопределенные опорные сигналы (p), представляющие однородную накопленную мощность, равномерно распределенную в комплексной плоскости, как определено выше.In FIG. 10 is a block diagram of a system for calculating an unbiased channel estimate. System 1000 comprises a quadrature demodulation receiver or receiving means 1002 having an input on line 1004 for receiving an unbiased training sequence. As with the transmitter of FIG. 4, the receiver 1002 may be an RF device coupled to an antenna 1005 for receiving radiated information. However, the receiver may alternatively receive an unbiased training sequence through a cable or optical medium (not shown). An unbiased training sequence includes predetermined reference signals (p) representing a uniform stored power uniformly distributed in a complex plane, as defined above.

Приемник 1002 генерирует обработанные символы (y) по линии 1006, представляющей информацию комплексной плоскости в несмещенной обучающей последовательности, которую передают в умножитель 1008. Поскольку значение p предопределено, умножитель 1008 выполнен с возможностью умножения каждого обработанного символа (y) на (предопределенную) сопряженную величину соответствующего опорного сигнала (p*), и выдачи несмещенной оценки (hu) канала на выход по линии 1010. Информация о сопряженной величине может, например, быть сохранена в запоминающем устройстве 1012 и может быть выдана в умножитель 1008 по линии 1014.Receiver 1002 generates processed symbols (y) along line 1006 representing complex plane information in an unbiased training sequence, which is transmitted to multiplier 1008. Since p is predetermined, multiplier 1008 is capable of multiplying each processed symbol (y) by a (predetermined) conjugate the corresponding reference signal (p *), and issuing an unbiased estimate (hu) of the channel to the output on line 1010. Information about the conjugate value can, for example, be stored in memory 1012 and can be issued to multiplier 1008 along line 1014.

В одном аспекте приемник 1002 принимает несмещенную обучающую последовательность с множеством одновременно принятых предопределенных опорных сигналов (pn). Например, приемник может принимать сообщение с P пилотными символами (на период символа), см. фиг. 6. Приемник 1002 генерирует множество обработанных символов (yn) из соответствующего множества опорных сигналов, умножает каждый обработанный символ на его соответствующую сопряженную величину опорного сигнала, получает множество оценок (hun) канала и усредняет оценку (hun) канала для каждого значения n. Используя пример, показанный на фиг. 6, получают P несмещенных оценок каналов. Методика определения оценки канала хорошо известна в данной области техники. Однако приемник в соответствии с настоящим изобретением выполнен с возможностью расчета чрезвычайно точной оценки канала несмещенного типа, используя предопределенные данные. In one aspect, receiver 1002 receives an unbiased training sequence with a plurality of simultaneously received predetermined reference signals (p n ). For example, the receiver may receive a message with P pilot symbols (per symbol period), see FIG. 6. The receiver 1002 generates a plurality of processed symbols (y n ) from the corresponding plurality of reference signals, multiplies each processed symbol by its corresponding conjugate value of the reference signal, obtains a plurality of channel estimates (h un ) and averages the channel estimate (h un ) for each value n . Using the example shown in FIG. 6, P unbiased channel estimates are obtained. A technique for determining a channel estimate is well known in the art. However, the receiver in accordance with the present invention is configured to calculate an extremely accurate channel estimate of an unbiased type using predetermined data.

В другом аспекте подсистема 1016 приемника имеет тракт 1018 синфазной (I) демодуляции или средство приема обучающей информации I демодуляции во временной области, имеющей накопленную мощность. Тракт 1020 квадратурной (Q) демодуляции или средство приема обучающей информации демодуляции Q во временной области имеет накопленную мощность, равную мощности в тракте I модуляции.In another aspect, receiver subsystem 1016 has a common mode (I) demodulation path 1018 or a means for receiving training information I demodulation in a time domain having stored power. The quadrature (Q) demodulation path 1020 or the demodulation training information Q receiving means in the time domain has an accumulated power equal to the power in the modulation path I.

При сравнении фиг. 10 с фиг. 6 можно видеть, что приемник 1002 принимает несмещенную обучающую последовательность с временной последовательностью из n предопределенных опорных сигналов (pn). Приемник 1002 генерирует временную последовательность из n обработанных символов (yn) из временной последовательности опорных сигналов и умножает каждый обработанный символ во временной последовательности на его соответствующую сопряженную величину опорного сигнала. На фиг. 6 P обработанных символов (y) генерируются каждый период символа. Приемник 1002 получает временную последовательность n оценок (hun) канала и усредняет n оценок канала.When comparing FIG. 10 from FIG. 6, it can be seen that receiver 1002 receives an unbiased training sequence with a time sequence of n predetermined reference signals (p n ). The receiver 1002 generates a time sequence of n processed symbols (y n ) from the time sequence of the reference signals and multiplies each processed symbol in the time sequence by its corresponding conjugate value of the reference signal. In FIG. 6 P processed characters (y) are generated each character period. The receiver 1002 obtains a time sequence of n channel estimates (h un ) and averages n channel estimates.

В одном аспекте приемник 1002 принимает несмещенную обучающую последовательность как пару сигналов, включающую в себя опорный сигнал (p) с комплексным значением на частоте +f и зеркальный сигнал (pm) с комплексным значением на частоте -f, где произведение (p·pm) равно нулю, см. фиг. 5. Кроме того, приемник может принимать несмещенную обучающую последовательность как i экземпляров опорного сигнала (p) и зеркального сигнала (pm), где сумма произведений (pi·pim) равна нулю. В одном варианте приемник 1002 принимает i экземпляров опорного сигнала и зеркального сигнала, где значения p и pm пары сигналов изменяются для каждого экземпляра. В других вариантах приемник принимает несмещенную обучающую последовательность как i экземпляров опорного сигнала (p) и зеркального сигнал (pm) и генерирует произведение (pi·pim) для каждого экземпляра. Приемник составляет пары экземпляров и генерирует обработанный символ путем обнуления суммы произведений каждого экземпляра, составленного в пары. Например, приемник может принимать пару сигналов, где сумму произведений (pi·pim) обнуляют следующим образом. Информацию принимают как комплексное значение, которое остается постоянным для каждого экземпляра, представляющего p. Информацию, представляющую pm, принимают как комплексное значение, которое поворачивается на 180 градусов для каждого экземпляра. In one aspect, receiver 1002 receives an unbiased training sequence as a pair of signals including a reference signal (p) with a complex value at frequency + f and a mirror signal (p m ) with a complex value at frequency -f, where the product (p · p m ) is zero, see FIG. 5. In addition, the receiver can receive an unbiased training sequence as i instances of the reference signal (p) and the mirror signal (p m ), where the sum of the products (p i · p im ) is zero. In one embodiment, the receiver 1002 receives i instances of the reference signal and the mirror signal, where the values of p and p m of the signal pair change for each instance. In other embodiments, the receiver receives an unbiased training sequence as i instances of a reference signal (p) and a mirror signal (p m ) and generates a product (p i · p im ) for each instance. The receiver makes pairs of copies and generates the processed symbol by zeroing the sum of the products of each copy made in pairs. For example, a receiver may receive a pair of signals where the sum of the products (p i · p im ) is reset to zero as follows. Information is taken as a complex value that remains constant for each instance representing p. Information representing p m is taken as a complex value that rotates 180 degrees for each instance.

При сравнении фиг. 10 и 6, в одном аспекте можно видеть, что приемник принимает несмещенную обучающую последовательность как P пилотных символов на период символа в множестве периодов символа и получает P несмещенных оценок пилотного канала. Приемник одновременно принимает (N-P) квадратурно-модулированных символов данных коммуникации в каждый период символа, генерируя обработанный символ (yc) для данных коммуникации в каждый период символа. Таким образом, генерируют (N-P) обработанных символов. Приемник экстраполирует оценки каналов для каждого обработанного символа (yc), полученного из несмещенных оценок пилотного канала, и умножает каждый обработанный символ на экстраполированную оценку канала для получения передаваемого символа (x). Символ x представляет собой неизвестное значение символа, которое передают как данные коммуникации. Экстраполяция оценок каналов для каналов данных, основанная на несмещенных оценках каналов или соседних пилотных каналов, будет понятна для специалиста в данной области техники. When comparing FIG. 10 and 6, in one aspect, it can be seen that the receiver receives the unbiased training sequence as P pilot symbols per symbol period in a plurality of symbol periods and obtains P unbiased pilot channel estimates. The receiver simultaneously receives (NP) quadrature modulated symbols of communication data in each symbol period, generating a processed symbol (y c ) for communication data in each symbol period. In this way, (NP) processed symbols are generated. The receiver extrapolates the channel estimates for each processed symbol (y c ) obtained from the unbiased estimates of the pilot channel, and multiplies each processed symbol by an extrapolated channel estimate to obtain the transmitted symbol (x). The symbol x is an unknown symbol value that is transmitted as communication data. The extrapolation of channel estimates for data channels based on unbiased channel estimates or adjacent pilot channels will be apparent to those skilled in the art.

При сравнении фиг. 10 и 7 можно видеть, что приемник 1002 принимает квадратурно-модулированные данные коммуникации в периодах символа после приема несмещенной обучающей последовательности. Приемник генерирует обработанный символ (yc) для каждого символа данных коммуникации и умножает каждый обработанный символ на несмещенную оценку канала, для вывода передаваемого символа (x).When comparing FIG. 10 and 7, it can be seen that the receiver 1002 receives quadrature modulated communication data in symbol periods after receiving an unbiased training sequence. The receiver generates a processed symbol (y c ) for each symbol of the communication data and multiplies each processed symbol by an unbiased channel estimate to output the transmitted symbol (x).

Как отмечено выше при описании передаваемой несмещенной обучающей последовательности, приемник принимает временную последовательность символов комплексной плоскости с равной накопленной мощностью (как определено выше) в множестве направлений в комплексной плоскости. При этом временная последовательность символов несмещенной обучающей последовательности имеет накопленную мощность, ассоциированную с информацией действительной оси во временной области, и равную накопленную мощность, ассоциированную с информацией мнимой оси во временной области. As noted above in the description of the transmitted unbiased training sequence, the receiver receives a time sequence of symbols of the complex plane with equal accumulated power (as defined above) in many directions in the complex plane. In this case, the time sequence of symbols of the unbiased training sequence has an accumulated power associated with information of the real axis in the time domain and an equal accumulated power associated with information of the imaginary axis in the time domain.

В другом аспекте несмещенная обучающая последовательность, принятая приемником, может быть выражена как временная последовательность из i комплексных символов (a) во временной области следующим образом:In another aspect, the unbiased training sequence received by the receiver can be expressed as a time sequence of i complex characters (a) in the time domain as follows:

Figure 00000005
Figure 00000005

где k представляет собой количество выборок на период символа. where k is the number of samples per character period.

При сравнении фиг. 10 и 8 можно видеть, что приемник может принимать несмещенную обучающую последовательность как символы в множестве сообщений, имеющих равную мощность в множестве направлений в комплексной плоскости, накапливаемую в течение множества сообщений.When comparing FIG. 10 and 8, it can be seen that the receiver can receive an unbiased training sequence as symbols in a plurality of messages having equal power in a plurality of directions in a complex plane, accumulated over a plurality of messages.

На фиг. 11 показана блок-схема, представляющая устройство обработки, предназначенное для расчета несмещенной оценки канала. Устройство 1100 обработки содержит модуль 1102 приема квадратурной демодуляции, имеющий вход по линии 1104, для приема несмещенной обучающей последовательности, имеющей предопределенные опорные сигналы (p), представляющие однородную суммарную мощность, равномерно распределенную в комплексной плоскости. Модуль 1102 приемника генерирует обработанные символы (y), представляющие информацию комплексной плоскости в несмещенной обучающей последовательности, выдаваемой по линии 1106. Модуль 1108 умножения умножает обработанные символы (y) на сопряженную величину соответствующих опорных сигналов (p*) и выдает несмещенную оценку (hu) канала на выход по линии 1110. Множество свойств устройства 1100 обработки, которые одинаковы с приемником, показанным на фиг. 10, не будут повторяться здесь для краткости описания.In FIG. 11 is a block diagram showing a processing device for calculating an unbiased channel estimate. The processing device 1100 comprises a quadrature demodulation receiving module 1102 having an input on line 1104 for receiving an unbiased training sequence having predetermined reference signals (p) representing a uniform total power uniformly distributed in a complex plane. The receiver module 1102 generates processed symbols (y) representing complex plane information in an unbiased training sequence outputted along line 1106. Multiplication module 1108 multiplies the processed symbols (y) by the conjugate value of the corresponding reference signals (p *) and provides an unbiased estimate (h u ) an output channel on line 1110. Many of the properties of the processing device 1100, which are the same as the receiver shown in FIG. 10 will not be repeated here for brevity.

Обучающие последовательности, либо сформированные в преамбуле или как пилотные сигналы, аналогичны в том, что содержание информации данных коммуникации типично предопределено или представляет собой "известные" данные, что позволяет приемнику калибровать и выполнять измерения канала. При приеме данных коммуникации (непредопределенных) существуют 3 неизвестных: сами данные, канал и шумы. Приемник при этом не может выполнять калибровку шумов, поскольку шумы меняются случайным образом. Измерения канала обычно ассоциированы с задержкой и многолучевым распространением. Для относительно коротких периодов времени можно измерять ошибки, получающиеся в результате многолучевого распространения, если используются предопределенные данные, такие как обучающие или пилотные сигналы. После того как канал станет известным, такие измерения можно использовать для устранения ошибок принимаемых данных коммуникации (непредопределенных). Поэтому некоторые системы выдают обучающий сигнал для измерения канала перед тем как начнется декодирование данных. The training sequences, either generated in the preamble or as pilot signals, are similar in that the content of the communication data information is typically predetermined or is “known” data, which allows the receiver to calibrate and perform channel measurements. When receiving communication data (undefined), there are 3 unknowns: the data itself, the channel and the noise. In this case, the receiver cannot calibrate the noise, since the noise changes randomly. Channel measurements are usually associated with delay and multipath. For relatively short periods of time, errors resulting from multipath can be measured if predetermined data such as training or pilot signals are used. After the channel becomes known, such measurements can be used to eliminate errors in the received communication data (undefined). Therefore, some systems provide a training signal for channel measurement before decoding the data.

Однако канал может меняться, например, в связи с тем, что либо передатчик либо приемник перемещается в пространстве, или из-за ухода тактовой частоты. Следовательно, множество систем продолжают передавать дополнительные "известные" данные вместе с "неизвестными" данными для отслеживания медленных изменений в канале.However, the channel may change, for example, due to the fact that either the transmitter or the receiver moves in space, or due to the departure of the clock frequency. Therefore, many systems continue to transmit additional “known” data along with “unknown” data to track slow changes in the channel.

Хотя это специально не показано, передатчик по фиг. 3 и приемник по фиг. 10 могут быть скомбинированы с формированием приемопередатчика. Фактически, передатчик и приемник в таком приемопередатчике могут совместно использовать такие элементы, как антенна, процессор в основной полосе пропускания и схема уровня MAC. Приведенные выше пояснения предназначены для описания приемопередатчика, который одновременно передает несмещенные обучающие последовательности и рассчитывает несмещенные оценки канала на основе приема несмещенных обучающих последовательностей из других приемопередатчиков в сети устройств.Although not specifically shown, the transmitter of FIG. 3 and the receiver of FIG. 10 may be combined to form a transceiver. In fact, the transmitter and receiver in such a transceiver can share elements such as an antenna, a baseband processor, and a MAC layer circuit. The above explanations are intended to describe a transceiver that simultaneously 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 передачи данных с высокой скоростью передачи передают сигналы по двум отдельным каналам - синфазному и квадратурному каналам (I и Q). Эти два канала формируют 2D (двумерное) сигнальное созвездие в комплексной плоскости. Примеры сигнальных созвездий: QPSK (КФМн, квадратурная фазовая манипуляция) и QAM (КАМ, квадратурная амплитудная модуляция). Каналы I и Q могут быть сформированы с использованием радиочастотного оборудования, которое может не быть идеально сбалансированным из-за вариаций в RF компонентах, в результате чего возникает IQ дисбаланс. В получающих все большее распространение системах прямого преобразования проблема дисбаланса становится еще большей. IQ дисбаланс искажает сигнальное созвездие, в результате чего возникают взаимные помехи между каналами Q и I: происходит интерференция сигнала с самим собой. Повышение мощности передачи не помогает, поскольку самогенерируемая интерференция увеличиваются с увеличением мощности сигнала. Отношение сигнал-шум (SINR) достигает верхней границы, которая устанавливает предел для наибольшей скорости передачи данных, достижимой для данного RF оборудования. Для повышения скорости передачи данных используют дорогостоящее решение, состоящее в использовании более высококачественного, более дорогостоящего оборудования. Возможно, менее дорогостоящее решение состоит в том, чтобы выполнять цифровую оценку дисбаланса IQ и компенсировать ее. Концепция алгоритмов цифровой оценки и компенсации была ранее внедрена в данной области техники. Однако эти решения проявляют тенденцию повышения затрат, поскольку они не основаны на специальном типе обучающей последовательности. Такие решения часто учитывают только дисбаланс на одной стороне, обычно на стороне приемника.Modern high-speed data transmission systems transmit signals through two separate channels - common mode and quadrature channels (I and Q). These two channels form a 2D (two-dimensional) signal constellation in the complex plane. Examples of signal constellations: QPSK (QPSK, quadrature phase shift keying) and QAM (QAM, quadrature amplitude modulation). Channels I and Q can be formed using radio frequency equipment, which may not be perfectly balanced due to variations in the RF components, resulting in IQ imbalance. In direct conversion systems that are becoming more widespread, the problem of imbalance becomes even greater. IQ imbalance distorts the signal constellation, resulting in mutual interference between Q and I channels: the signal interferes with itself. An increase in transmission power does not help, since self-generated interference increases with increasing signal power. The signal-to-noise ratio (SINR) reaches the upper limit, which sets the limit for the highest data rate achievable for a given RF equipment. To increase the data transfer speed, an expensive solution is used, consisting in the use of higher quality, more expensive equipment. Perhaps a less expensive solution is to digitally evaluate and compensate for IQ imbalance. The concept of digital estimation and compensation algorithms has been previously implemented in the art. However, these decisions tend to increase costs because they are not based on a special type of training sequence. Such decisions often only take into account the imbalance on one side, usually on the receiver side.

Ниже приведены примеры, которые фокусируются на мультиплексировании с ортогональным частотным разделением (OFDM) на основе систем, работающих во временной области, которые изучают дисбаланс из конца в конец, от передатчика к приемнику. Кроме того, в OFDM дисбаланс моделируют как функцию частоты, учитывая вариации частотного отклика фильтров. The following are examples that focus on orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) based on time-domain systems that study end-to-end imbalance, from transmitter to receiver. In addition, in OFDM, an imbalance is modeled as a function of frequency, taking into account variations in the frequency response of the filters.

Представлены два вида улучшений: одно с нулевыми затратами, которое устраняет интерференцию оценки канала, используя несмещенную обучающую последовательность. При этом достигается существенный выигрыш из-за того, что ошибка оценки канала часто оказывает большее отрицательное воздействие на рабочие характеристики, чем ошибка в самих данных. Второе, требующее относительно малых затраты, компенсирует искажение данных, если требуется еще больший выигрыш.Two types of improvements are presented: one with zero cost, which eliminates the interference of channel estimation using an unbiased training sequence. At the same time, a significant gain is achieved due to the fact that the channel estimation error often has a greater negative impact on performance than the error in the data itself. The second, which is relatively inexpensive, compensates for data distortion if even greater gains are required.

Модель IQ дисбаланса представлена ниже. Здесь представлен анализ для того, чтобы показать как обычная оценка канала, с использованием несмещенной обучающей последовательности может уменьшить часть IQ дисбаланса. Затем представлено прямое расширение для расчета параметров IQ дисбаланса при условии использования эффективных алгоритмов. Используя оценки параметров, представлен простой алгоритм компенсации для уменьшения искажений данных. Также представлены результаты моделирования для UWB WiMedia, а также предложения по изменению стандарта.The IQ imbalance model is presented below. An analysis is presented here to show how a conventional channel estimate using an unbiased training sequence can reduce part of the IQ imbalance. Then a direct extension is presented to calculate the IQ imbalance parameters, provided that efficient algorithms are used. Using parameter estimates, a simple compensation algorithm is presented to reduce data distortion. Also presented are the simulation results for UWB WiMedia, as well as suggestions for changing the standard.

Модель IQ дисбалансаImbalance IQ Model

IQ дисбаланс возникает, когда не поддерживается баланс мощности (амплитуды) или ортогональность (фаза) между синфазным (I) и квадратурным (Q) каналами. Поэтому IQ дисбаланс характеризуется амплитудным дисбалансом 2ε и фазовым дисбалансом 2∆φ.IQ imbalance occurs when the power (amplitude) or orthogonality (phase) balance between in-phase (I) and quadrature (Q) channels is not maintained. Therefore, the IQ imbalance is characterized by an amplitude imbalance of 2ε and a phase imbalance of 2∆φ.

Сигналы во временной области Signals in the time domain

Комплексный символ x передают и принимают через каналы I и Q. В идеальном канале без шумов символ x принимают без изменений. Но в присутствии IQ дисбаланса, вероятно, принимают зашумленный или искаженный вариант. The complex symbol x is transmitted and received via channels I and Q. In an ideal noise-free channel, the symbol x is received unchanged. But in the presence of an IQ imbalance, a noisy or distorted version is likely to be adopted.

Figure 00000006
Figure 00000006

где

Figure 00000007
Where
Figure 00000007

представляют собой комплексные величины, моделирующие дисбаланс α≈1 и β≈0. Нелинейную модель (1) линеаризуют через векторную форму:are complex quantities that simulate the imbalance α≈1 and β≈0. The nonlinear model ( 1 ) is linearized through a vector form:

Figure 00000008
Figure 00000008

B представляет собой матрицу дисбаланса. Вторая строка является ненужной, поскольку она представляет собой дублирующий вариант первой строки. Но она обеспечивает одинаковый размер и тип для входа и выхода, поэтому можно выполнить конкатенацию блоков дисбаланса в приемнике и передатчике, как описано ниже. Матрица дисбаланса в передатчике определена по Bt, и в приемнике определена по Br. B is an imbalance matrix. The second line is unnecessary because it is a duplicate of the first line. But it provides the same size and type for input and output, so you can concatenate the imbalance blocks in the receiver and transmitter, as described below. The imbalance matrix in the transmitter is determined by B t , and in the receiver is determined by B r .

Канал c одним ответвлениемSingle Branch Channel

Рассматривают канал с одним ответвлением, пригодный для OFDM. Канал h с одним ответвлением в соответствующей матричной форме представляет собой следующее:Consider a single branch channel suitable for OFDM. Channel h with one branch in the appropriate matrix form is the following:

Figure 00000009
Figure 00000009

При дисбалансе в передатчике и приемнике, и при среднем белом Гауссовском шуме (AWGN) n, векторная форма N=

Figure 00000010
принятого сигнала выражается как конкатенация линейных блоковWith an imbalance in the transmitter and receiver, and with an average white Gaussian noise (AWGN) n, the vector form N =
Figure 00000010
the received signal is expressed as the concatenation of linear blocks

Figure 00000011
Figure 00000011

Общий результат состоит в том, что IQ дисбаланс и канал комбинируют для формирования глобального канала h', с учетом нежелательных искажений или интерференции, характеризуемых глобальным параметром β' дисбаланса. Глобальный параметр β' дисбаланса изменяется, когда изменяется канал, и может потребоваться регулярно выполнять его оценку. The overall result is that IQ imbalance and channel are combined to form a global channel h ', taking into account unwanted distortions or interference, characterized by global imbalance parameter β'. The global imbalance parameter β 'changes when the channel changes, and it may be necessary to regularly evaluate it.

Затем рассматривают условие, в котором символ x вместо охвата всей комплексной плоскости ограничивают до заданной оси (1D). Например, ось может быть ассоциирована с модуляцией BPSK (ДФМн, двоичная фазовая манипуляция), действительной осью, мнимой осью или любой осью между ними. В этом случае может быть записано x*=kx, где k представляет собой комплексную константу (поворот) иThen consider the condition in which the symbol x is limited to a given axis (1D) instead of covering the entire complex plane. For example, an axis may be associated with BPSK modulation (DPSK, binary phase shift keying), a real axis, an imaginary axis, or any axis between them. In this case, x * = kx can be written, where k is a complex constant (rotation) and

Figure 00000012
Figure 00000012

Если x ограничивается уникальной осью, IQ дисбаланс исчезает, становясь интегральной частью общего отклика канала.If x is limited to a unique axis, IQ imbalance disappears, becoming an integral part of the overall response of the channel.

Сигналы в области частот Frequency Signals

В то время как предыдущая модель применима к сигналам во временной области, ниже рассмотрим модификацию, в которой сигнал x, представляющий интерес, будет задан в области частот, на частоте f. Во временную область этот сигнал переносят с помощью комплексного тона, xeJ2πft. После замены членов в уравнении (1) получают следующее: While the previous model is applicable to signals in the time domain, we consider below a modification in which the signal x of interest will be given in the frequency domain at frequency f. This signal is transferred to the time domain using a complex tone, xe J2πft . After replacing the terms in equation ( 1 ), the following is obtained:

Figure 00000013
Figure 00000013

При OFDM интерференция, образующаяся из-за IQ дисбаланса, не проявляется на той же частоте f, а скорее на зеркальной частоте -f, и наоборот. То, что передают на частоте -f, формирует интерференцию на частоте +f. Если сигнал xm представляет собой сигнал, передаваемый на частоте -f, где индекс m обозначает величину на зеркальной частоте -f, тогда на частоте -f получают следующее: With OFDM, interference resulting from an IQ imbalance does not occur at the same frequency f, but rather at a mirror frequency -f, and vice versa. What is transmitted at a frequency of -f generates interference at a frequency of + f. If the signal x m is a signal transmitted at a frequency of -f, where the index m denotes a value at a mirror frequency of -f, then at a frequency of -f the following is obtained:

Figure 00000014
Figure 00000014

Здесь использовали обобщение уравнений во временной области. Параметры α и β IQ дисбаланса представляют здесь функцию частоты. Это моделирует дисбаланс из-за различий фильтров низкой частоты (в основной полосе пропускания) или полосовых фильтров (IF, ПЧ, промежуточной частоты) в системе. Тракты I и Q не могут иметь абсолютно одинаковые фильтры, и, следовательно, дисбаланс изменяется с частотой. В системах во временной области присутствует такого рода дисбаланс, но его компенсация связана с очень большими затратами. Требуются эквалайзеры и расширение модели так, чтобы она работала с различными конволюциями по различным каналам. Таким образом, во временной области используют общий или усредненный дисбаланс. Системы, работающие в частотной области, выполнены с возможностью использования преимуществ структуры плоского эквалайзера и моделируют дисбаланс для каждой частоты.Here we used a generalization of equations in the time domain. The imbalance parameters α and β IQ here represent a frequency function. This models the imbalance due to differences in low-pass filters (in the main passband) or band-pass filters (IF, IF, intermediate frequency) in the system. Paths I and Q cannot have exactly the same filters, and therefore the imbalance changes with frequency. In systems in the time domain, there is this kind of imbalance, but its compensation is associated with very high costs. Equalizers and model expansion are required so that it works with different convolutions on different channels. Thus, in the time domain, a general or average imbalance is used. Systems operating in the frequency domain are configured to take advantage of the flat equalizer structure and model the imbalance for each frequency.

Если выход уравнений (7) и (8) скомбинировать для каждой поднесущей, соблюдается следующее:If the output of equations ( 7 ) and ( 8 ) is combined for each subcarrier, the following is observed:

Figure 00000015
Figure 00000015

Если исключить поднесущие (автоматически обрабатываются FFT), функция линейной модели сигналов на +f и -f может быть записана как:If subcarriers are excluded (automatically processed by FFT), the function of the linear signal model at + f and -f can be written as:

Figure 00000016
Figure 00000016

В модели в области частот второй ряд больше не является ненужным. Эта модель работает в одном кадре с парой зеркальных частот. Канал h с одним ответвлением на частоте f и hm на частоте -f моделируют с помощью матрицыIn the model in the frequency domain, the second row is no longer unnecessary. This model works in one frame with a pair of specular frequencies. Channel h with one branch at a frequency f and h m at a frequency of -f are modeled using a matrix

Figure 00000017
Figure 00000017

AWGN шум n на частоте f и nm на частоте -f формируют вектор N=

Figure 00000018
шумов. Модель из конца в конец представляет собой:AWGN noise n at frequency f and n m at frequency -f form a vector N =
Figure 00000018
noise. The end-to-end model is:

Figure 00000019
Figure 00000019

где h', hm' представляют собой отведения глобального канала, и β', βm' представляют собой глобальные параметры дисбаланса. Параметры дисбаланса изменяются при изменении каналов и может потребоваться регулярная их оценка.where h ', h m ' are global channel leads, and β ', β m ' are global imbalance parameters. The imbalance parameters change with changing channels and may require regular evaluation.

Поскольку IQ дисбаланс генерирует интерференцию исключительно из зеркальной частоты, стоит отметить два интересных случая. Если на зеркальной частоте не передают сигнал или в канале происходит затухание, интерференция не образуется. С другой стороны, если сигнал или канал является сильным, интерференция может быть сильной. Следовательно, при OFDM эффект IQ дисбаланса является более проблематичным.Since IQ imbalance generates interference exclusively from the specular frequency, two interesting cases are worth noting. If a signal is not transmitted at the specular frequency or attenuation occurs in the channel, interference will not form. On the other hand, if the signal or channel is strong, interference can be strong. Therefore, with OFDM, the effect of IQ imbalance is more problematic.

Обычная оценка каналаNormal Channel Rating

Перед проверкой алгоритмов компенсации показано как половина проблемы может быть решена без каких-либо затрат, просто путем использования несмещенной обучающей последовательности. Несмещенная обучающая последовательность полностью устраняет интерференцию из оценки канала, заметно улучшая рабочую характеристику. Фактически, ошибка в оценке канала часто приводит к более сильным отрицательным последствиям, чем ошибка в данных, поскольку оценка канала проявляет тенденцию формирования смещения в сигнальном созвездии.Before testing compensation algorithms, it is shown how half of the problem can be solved at no cost, simply by using an unbiased training sequence. An unbiased training sequence completely eliminates interference from the channel estimate, significantly improving performance. In fact, an error in channel estimation often leads to stronger negative consequences than an error in data, since channel estimation tends to form bias in the signal constellation.

Модель (12) индуцируют с помощью пилотных тонов. На частоте +f передают пилотный сигнал р, и на частоте -f пилотный сигнал pm. Предполагая, без потери общности, что пилотные сигналы имеют единичную норму (канал переносит эффективную мощность), обычную оценку канала на частоте f получают путем устранения поворота с помощью р*:Model (12) is induced using pilot tones. At frequency + f, pilot signal p is transmitted, and at frequency -f, pilot signal p m . Assuming, without loss of generality, that the pilot signals have a unit norm (the channel transfers effective power), the usual channel estimate at frequency f is obtained by eliminating the rotation using p *:

Figure 00000020
Figure 00000020

В результате усреднения нескольких наблюдений канала автоматически уменьшают шумы (для ясности представления устранение поворота шумов здесь не представлено). Что касается члена β′mpm*p*, во множестве систем OFDM (например, WiMedia UWB) используют обучающую последовательность, которая представляет собой просто повторяющийся символ. Поэтому этот член не исчезает при усреднении. Применение скремблирования +1 или -1 ко всему символу OFDM не помогает, поскольку ничего не меняется при одновременной инверсии знака, как p*, так и pm*. Вместо этого выполняют следующее: после накопления ряда наблюдений обнуляют сумму произведений:As a result of averaging several observations of the channel, noise is automatically reduced (for clarity of presentation, elimination of noise rotation is not presented here). For the member β ′ m p m * p *, many OFDM systems (e.g. WiMedia UWB) use a training sequence that is simply a repeating character. Therefore, this term does not disappear during averaging. Applying scrambling +1 or -1 to the entire OFDM symbol does not help, since nothing changes when the sign is inverted, both p * and p m *. Instead, they do the following: after accumulating a number of observations, the amount of works is zeroed:

Figure 00000021
Figure 00000021

Часто обучающая последовательность состоит из четного количества символов, и этого достаточно для обеспечения того, что сумма каждой пары будет равна нулюOften the training sequence consists of an even number of characters, and this is enough to ensure that the sum of each pair is zero

Figure 00000022
Figure 00000022

Таблица 1
Примеры несмещенных обучающих последовательностей
Table 1
Examples of unbiased training sequences
P2=jp1 P 2 = jp 1 Второй обучающий символ представляет поворот на 90 градусов первого обучающего символаThe second training symbol represents a 90 degree rotation of the first training symbol P2=p1,
p2m=-p1m
P 2 = p 1 ,
p 2m = -p 1m
Для положительных частот поддерживают фиксированный пилотный сигнал, для отрицательных частот постоянно инвертируют знакFor positive frequencies, a fixed pilot signal is maintained; for negative frequencies, the sign is constantly inverted

Примеры простых последовательностей, которые удовлетворяют этому условию, представлены в Таблице 1. Эти типы обучающих последовательностей обозначены как несмещенные обучающие последовательности, поскольку, с одной стороны, формируют несмещенные оценки канала, и, с другой стороны, обучающие сигналы равномерно охватывают измерения I и Q в комплексной плоскости во временной области. Например, несмещенная обучающая последовательность не концентрируется только вдоль действительной оси.Examples of simple sequences that satisfy this condition are presented in Table 1. These types of training sequences are designated as unbiased training sequences, because, on the one hand, they form unbiased channel estimates, and, on the other hand, training signals uniformly cover I and Q measurements in complex plane in the time domain. For example, an unbiased training sequence does not concentrate only along the real axis.

В качестве доказательства рассмотрим комплексное скалярное число с единичной нормой

Figure 00000023
, посередине между pi и pim. Во временной области пилотный сигналы суммируют до 2aicos(2πft+θ). Во временной области и в заданном символе OFDM, 2 зеркальных пилотных сигнала охватывают единственное направление, определенное комплексной константой ai. Если передают L символов, общая (или средняя, или накопленная) мощность в направлении φ представляет собой
Figure 00000024
. Эта мощность является постоянной в любом направлении φ, если и только если
Figure 00000025
. При этом достигается равномерный охват в комплексной плоскости.As a proof, we consider a complex scalar number with the unit norm
Figure 00000023
, in the middle between p i and p im . In the time domain, the pilot signals are summed up to 2a i cos (2πft + θ). In the time domain and in a given OFDM symbol, 2 mirrored pilot signals span a single direction defined by the complex constant a i . If L symbols are transmitted, the total (either average or accumulated) power in the direction φ is
Figure 00000024
. This power is constant in any direction φ if and only if
Figure 00000025
. This ensures uniform coverage in the complex plane.

Оценка IQ дисбаланса Imbalance IQ Estimation

После оценки глобального канала h' рассмотрим оценку параметра βm' глобального дисбаланса. Тщательный анализ уравнения (12) показывает, что этот параметр может быть получен с помощью способа очень похожего на способ обычной оценки канала. Таким образом, βm' можно рассматривать как "канал", по которому передают пилотный сигнал pm*. Следовательно, путем устранения поворота на pm может быть получена оценка дисбаланса. Условие для несмещенной оценки дисбаланса идентично уравнению (14).After evaluating the global channel h ′, consider the estimate of the parameter β m ′ of global imbalance. A thorough analysis of equation (12) shows that this parameter can be obtained using a method very similar to the conventional channel estimation method. Thus, β m ′ can be considered as a “channel” along which the pilot signal p m * is transmitted. Therefore, by eliminating the rotation at p m, an imbalance estimate can be obtained. The condition for the unbiased unbalance estimate is identical to equation (14).

В общем, используя несмещенные обучающие последовательности и две обычные оценки канала, получают хорошие оценки для канала из конца в конец и параметра дисбаланса (Таблица 2).In general, using unbiased training sequences and two conventional channel estimates, good estimates are obtained for the channel from the end to the end and the imbalance parameter (Table 2).

Таблица 2
Алгоритм оценки
table 2
Evaluation Algorithm
H'H ' βm'β m ' Устранить поворот на p*Eliminate rotation on p * Устранить поворот на pm Eliminate the rotation by p m

Сглаживание по соседним поднесущим Adjacent Subcarrier Smoothing

В дополнение к усреднению по соседним символам OFDM оценку канала можно сглаживать по соседним поднесущим в пределах одного символа. В OFDM циклический префикс разрабатывают коротким, и предполагается, что канал изменяется медленно от тона к тону. Аналогично, фильтры в RF тракте должны иметь короткий временной отклик, и их частотный отклик также изменяется медленно, то есть IQ дисбаланс изменяется медленно по поднесущим. Те же самые технологии сглаживания канала можно использовать для сглаживания и улучшения оценки параметра дисбаланса. При использовании несмещенных обучающих последовательностей не возникает взаимодействие между оценкой канала и оценкой дисбаланса. Каждая оценка может быть сглажена независимо. In addition to averaging over neighboring OFDM symbols, the channel estimate can be smoothed over neighboring subcarriers within the same symbol. In OFDM, a cyclic prefix is designed to be short and it is assumed that the channel changes slowly from tone to tone. Similarly, the filters in the RF path must have a short time response, and their frequency response also changes slowly, that is, the IQ imbalance changes slowly in the subcarriers. The same channel smoothing technologies can be used to smooth and improve the estimation of the imbalance parameter. When using unbiased training sequences, there is no interaction between the channel estimate and the unbalance estimate. Each score can be smoothed independently.

Если уникальный символ OFDM используют для оценки, становится невозможным найти несмещенную обучающую последовательность, которая удовлетворяет уравнению (14). В этом случае близкая к несмещенной обучающая последовательность может быть получена путем применения суммирования из уравнения (14) по группам из 2 или больше соседних поднесущих. Затем сглаживание автоматически компенсирует всю или часть интерференции из зеркальных частот. Одно решение состоит в повороте пилотного сигнала на 90 градусов на соседней поднесущей (движение в зеркальном направлении по положительным и отрицательным частотам).If a unique OFDM symbol is used for evaluation, it becomes impossible to find an unbiased training sequence that satisfies equation (14). In this case, a training sequence close to unbiased can be obtained by applying the summation from equation (14) over groups of 2 or more neighboring subcarriers. Then smoothing automatically compensates for all or part of the interference from the mirror frequencies. One solution is to rotate the pilot signal 90 degrees on an adjacent subcarrier (moving in the mirror direction at positive and negative frequencies).

Оптимальный эстиматор Optimal Estimator

Использование несмещенных обучающих последовательностей и упомянутой выше обычной оценки канала приводит к получению эстиматора по наименьшим квадратам (LS, НК). Из всех эстиматоров LS наибольшую значимость представляет минимальная среднеквадратичная ошибка (MMSE, МСКО).The use of unbiased training sequences and the aforementioned conventional channel estimation leads to the least squares estimator (LS, NK). Of all LS estimators, the minimum significance is represented by the minimum standard error (MMSE, ISCED).

Эстиматор наименьших квадратов Least Squares Estimator

L передач Xi, L членов Ni шумов и L наблюдений Yi могут быть соответствующим образом конкатенированы матрицей размером 2 на L:L gears X i , L members of N i noise and L observations Y i can be correspondingly concatenated by a matrix of size 2 by L:

Figure 00000026
Figure 00000026

Затем уравнение (12) становится следующим:Then equation (12) becomes the following:

Figure 00000027
Figure 00000027

Неизвестное представляет собой H'. Эстиматор LS представляет собой:Unknown represents H '. Estimator LS is:

Figure 00000028
Figure 00000028

Когда условие (14) удовлетворяется, легко проверить что XXH представляет собой диагональ (поперечные члены исчезают). Она пропорциональна единичной матрице, поскольку пилотные сигналы нормализуют до единичной нормы. ЗатемWhen condition (14) is satisfied, it is easy to verify that XX H is the diagonal (the transverse terms disappear). It is proportional to the unit matrix, since the pilot signals normalize to a unit norm. Then

представляет точно четыре обычные оценки канала с устранением поворота соответственно на pi*, pim, pim* и pi, как описано в предыдущем разделе. Две оценки получают для частоты f и две оценки получают для зеркальной частоты -f.represents exactly four conventional channel estimates with the elimination of a turn by p i *, p im , p im * and p i, as described in the previous section. Two estimates are obtained for frequency f and two estimates are obtained for mirror frequency -f.

Оптимальный эстиматорOptimal Estimator

Несмещенные обучающие последовательности и обычные оценки канала представляют собой эстиматор LS. Но любой эстиматор

Figure 00000030
также представляет собой эстиматор LS. Ниже показано, что использование несмещенных обучающих последовательностей позволяет получить отличный эстиматор. Модель (17) можно рассматривать как неизвестную информацию H', переданную за 2 последовательные передачи более чем по 2 векторам (ряды
Figure 00000031
) в L-мерном пространстве. Мы обозначили как
Figure 00000031
j,
Figure 00000032
j и
Figure 00000033
j соответственно ряд j из
Figure 00000031
,
Figure 00000032
и
Figure 00000033
, где j
Figure 00000034
{1,2}. Модели (12) и (17) могут быть записаны следующим образомUnbiased training sequences and conventional channel estimates are the LS estimator. But any estimator
Figure 00000030
also an LS estimator. It is shown below that the use of unbiased training sequences makes it possible to obtain an excellent estimator. Model (17) can be considered as unknown information H 'transmitted in 2 sequential transmissions of more than 2 vectors (series
Figure 00000031
) in an L-dimensional space. We designated as
Figure 00000031
j
Figure 00000032
j and
Figure 00000033
j respectively row j of
Figure 00000031
,
Figure 00000032
and
Figure 00000033
where j
Figure 00000034
{1,2}. Models (12) and (17) can be written as follows

Figure 00000035
Figure 00000035

Здесь использовали 2 передачи, в каждой из которых применяли 2 вектора

Figure 00000031
1,
Figure 00000031
2, и в которых каждый вектор переносит комплексную информацию амплитуды, оценка которой должна быть получена. Эстиматор LS состоит из проецирования на каждый вектор, параллельно другому вектору, для того, чтобы исключить интерференцию. Очень хороший результат получают, когда 2 вектора являются ортогональными, то есть когда скалярное произведение (14) равно нулю. Несмещенные обучающие последовательности по определению представляют собой обучающие последовательности, которые подтверждают это условие. В других последовательностях используют неортогональные векторы и им недостает рабочих функций угла между векторами
Figure 00000031
1,
Figure 00000031
2. В множестве систем OFDM в настоящее время используют очень скудное число типов обучающих последовательностей, где
Figure 00000036
Figure 00000037
являются коллинеарными, и при этом невозможно правильно оценить 4 записи в H'. Такие обучающие последовательности проявляют тенденцию оценки более шумных вариантов каналов h' и h'm.2 gears were used here, in each of which 2 vectors were used
Figure 00000031
1
Figure 00000031
2 , and in which each vector carries complex amplitude information, an estimate of which must be obtained. The LS estimator consists of projecting onto each vector, parallel to another vector, in order to exclude 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, by definition, are training sequences that support this condition. In other sequences, non-orthogonal vectors are used and they lack the working functions of the angle between the vectors
Figure 00000031
1
Figure 00000031
2 . Many OFDM systems currently use a very meager number of training sequence types, where
Figure 00000036
Figure 00000037
are collinear, and it is not possible to correctly evaluate 4 entries in H '. Such training sequences tend to evaluate the noisier channel options h 'and h' m .

Для расчета среднеквадратических ошибок (MSE, СКО) ошибка оценки представляет собой

Figure 00000038
, это представляет собой матрицу размером 2×2, то есть содержащую 4 значения ошибки. Каждое значение может быть изолировано путем умножения левой и правой стороны на комбинацию векторов
Figure 00000039
и
Figure 00000040
. Если предположить, что
Figure 00000041
представляет собой единичную матрицу, или, в более общем случае, диагональную матрицу с элементами σ2 и σm2, можно показать, что MSE
Figure 00000042
и
Figure 00000043
соответственно представляют собой первый и второй диагональные элементы
Figure 00000044
И для
Figure 00000045
и
Figure 00000046
MSE соответственно представляет собой первый и второй диагональные элементы
Figure 00000047
To calculate the mean square errors (MSE, RMS), the estimation error is
Figure 00000038
, this is a 2 × 2 matrix, i.e. containing 4 error values. Each value can be isolated by multiplying the left and right sides by a combination of vectors
Figure 00000039
and
Figure 00000040
. Assuming that
Figure 00000041
is a unit matrix, or, in a more general case, a diagonal matrix with elements σ 2 and σ m 2 , it can be shown that MSE
Figure 00000042
and
Figure 00000043
respectively represent the first and second diagonal elements
Figure 00000044
And for
Figure 00000045
and
Figure 00000046
MSE respectively represents the first and second diagonal elements
Figure 00000047

Общее значение MSE представляет собой

Figure 00000048
. Теперь задача состоит в том, чтобы определить
Figure 00000031
, который сводит к минимуму
Figure 00000049
которое подвергают ограничению, состоящему в том, что общая мощность пилотного сигнала остается постоянной, то есть
Figure 00000050
. Используя собственное разложение, задача может быть записана как минимизация ∑1/λj при условии, что ∑λj является константой. Задачу решают с помощью множителей Лагранжа, и она типично имеет оптимальное решение, когда все собственные значения равны друг другу. Это означает, что
Figure 00000051
пропорционально единичной матрице.The total MSE is
Figure 00000048
. Now the challenge is to determine
Figure 00000031
which minimizes
Figure 00000049
which is subjected to the limitation that the total power of the pilot signal remains constant, i.e.
Figure 00000050
. Using our own expansion, the problem can be written as minimizing ∑1 / λ j provided that ∑λ j is a constant. The problem is solved with the help of Lagrange multipliers, and it typically has an optimal solution when all eigenvalues are equal to each other. It means that
Figure 00000051
in proportion to the identity matrix.

Общее значение MSE было минимизировано, и полученное в результате значение MSE на элемент составляет либо σ2/L или σm2/L. Но это MSE на элемент, вероятно, является наилучшим из всех, которые могут быть получены, даже если используют единичную передачу вектора. MSE вряд ли будет улучшена для 2 передач вектора и поэтому MSE на элемент было минимизировано. Несмещенные обучающие последовательности плюс обычный эстиматор канала представляют MMSE всех эстиматоров LS.The overall MSE value has been minimized, and the resulting MSE value per element is either σ 2 / L or σ m 2 / L. But this MSE per element is probably the best that can be obtained, even if they use a single vector transmission. MSE is unlikely to be improved for 2 vector transmissions, and therefore the MSE per element has been minimized. Unbiased training sequences plus a normal channel estimator represent the MMSE of all LS estimators.

Компенсация IQ дисбалансаImbalance IQ Compensation

Если увеличения от несмещенной оценки канала недостаточно, параметры IQ дисбаланса можно оценивать (как описано выше) и можно применять для компенсации искажений данных. Оценку H' получают в модели (12), Y=H'X+N. Теперь фокус установлен на неизвестных данных X. Модель используется та же, что и в любом канале с 2 отведениями, с взаимной корреляцией. Здесь можно приспособить любой алгоритм выравнивания канала. Простой алгоритм выравнивания представлен пригодным для повсеместно используемой QAM с перемежением битов и затуханием в каналах.If the increase from the unbiased channel estimate is not enough, the unbalance IQ parameters can be estimated (as described above) and can be used to compensate for data distortions. The estimate H 'is obtained in model (12), Y = H'X + N. Now the focus is set on unknown X data. The model is used the same as in any channel with 2 leads, with cross-correlation. Here you can adapt any channel alignment algorithm. A simple alignment algorithm has been found to be suitable for the ubiquitous QAM with bit interleaving and channel attenuation.

Единственная проблема при использовании подхода (ZF, ОН), обращения в нуль H'-1Y=X+H'-1N, состоит в том, что он увеличивает шум, когда зеркальный канал слабый до тех пор, пока не будут учтены сложные окрашенные шумы. В настоящем решении используют ZF, но только когда зеркальный канал не является слабым. В уравнении (12) при замене xm его значением получают следующее:The only problem when using the approach (ZF, OH), vanishing H ' -1 Y = X + H' -1 N, is that it increases noise when the mirror channel is weak until complex ones are taken into account painted noises. ZF is used in this solution, but only when the mirror channel is not weak. In equation (12), when x m is replaced by its value, the following is obtained:

Figure 00000052
Figure 00000052

где

Figure 00000053
представляет собой увеличение шумов. Примечание: предполагается, что член дисбаланса второго порядка β'*βm'<<h'hm'*. Когда такая аппроксимация недействительна, рассматривают скорректированный канал , что приводит к получению точной оценки канала и параметров дисбаланса.Where
Figure 00000053
represents an increase in noise. Note: it is assumed that the second-order imbalance term is β '* β m '<<h'h m '*. When such an approximation is not valid, consider the adjusted channel , which leads to an accurate channel estimate and imbalance parameters.

В основном, технология ZF состоит в расчете:Basically, ZF technology consists in calculating:

Figure 00000055
Figure 00000055

Путем вычитания величины зеркальной частоты (Bm'/hm')ym из принятого сигнала y получают простую модель канала без IQ дисбаланса. Остальная часть цепи декодирования остается без изменений.By subtracting the magnitude of the mirror frequency (B m '/ h m ') y m from the received signal y, a simple channel model without IQ imbalance is obtained. The rest of the decoding chain remains unchanged.

Такое решение хорошо работает, если только увеличение шумов будет слабее, чем исходная интерференция из-за IQ дисбаланса, то есть |n'|2<|βm'xm*|2. Если нет, тогда используют оригинальный сигнал y вместо z со скорректированным дисбалансом. При этом нет необходимости выполнять оценку n' для того, чтобы принять решение. Тогда можно выбрать надежное улучшение на основе среднего значения. Таким образом учитывая ожидаемые значения:Such a solution works well if the increase in noise is weaker than the initial interference due to IQ imbalance, that is, | n '| 2 <| β m 'x m * | 2 . If not, then use the original signal y instead of z with corrected imbalance. In this case, it is not necessary to carry out an estimate n 'in order to make a decision. Then you can choose a reliable improvement based on the average. Thus, given the expected values:

Figure 00000056
Figure 00000056

Когда соотношение сигнал/шум SNRm зеркальной частоты больше 1, используют член z, скорректированный по дисбалансу. В противном случае сохраняют исходный сигнал y. Из-за неточности оценки канала и дисбаланса более безопасно использовать большее значение SNR, например SNRm>2 хорошо работает для WiMedia UWB. Следует отметить, что SNRm обычно может быть получено из глобального SNR, используя формулу SNRm=|hm'|2SNR.When the signal-to-noise ratio SNR m of the mirror frequency is greater than 1, an unbalanced correction term z is used. Otherwise, the original signal y is retained. 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. It should be noted that SNR m can usually be obtained from the global SNR using the formula SNR m = | h m '| 2 SNR.

В Таблице 3 кратко представлен алгоритм ZF с исключением увеличения шумов.Table 3 summarizes the ZF algorithm with the exception of increased noise.

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

На фиг. 12 представлена рабочая характеристика, достигаемая при применении описанных выше алгоритмов для стандарта WiMedia UWB. Набольшую скорость передачи данных, 480 Мбит/с, моделировали в модели CM2 канала в соответствии со стандартом IEEE 802.15.3 (пикосота внутри помещения на расстоянии приблизительно 4 метра). Экранирование и переключение полосы отключили. IQ дисбаланс оставался постоянным и равным 2ε=10% (0,8 дБ) по амплитуде и 2Δφ=10 градусов по фазе. Одна и та же величина дисбаланса присутствовала в передатчике и приемнике. На фигуре показана частота возникновения ошибок пакета (PER, ЧОП) как функция Eb/No. Рабочие характеристики быстро ухудшались без какой-либо формы компенсации. В Таблице 4 представлены потери для различных алгоритмов относительно идеального случая.In FIG. 12 shows the performance achieved by using the algorithms described above for the WiMedia UWB standard. The highest data transfer rate, 480 Mbps, was modeled in the CM2 channel model in accordance with the IEEE 802.15.3 standard (indoor picocell at a distance of about 4 meters). Shielding and switching lanes disabled. The IQ imbalance remained constant and equal to 2ε = 10% (0.8 dB) in amplitude and 2Δφ = 10 degrees in phase. The same imbalance was present in the transmitter and receiver. The figure shows the burst error rate (PER, chop) as a function of Eb / No. Performance deteriorated rapidly without any form of compensation. Table 4 presents the losses for various algorithms with respect to the ideal case.

Таблица 4
WiMedia UWB: потери из-за IQ дисбаланса при PER 10-2
Table 4
WiMedia UWB: IQ Imbalance Losses at PER 10 -2
Текущий стандартCurrent standard Несмещенное обучениеUnbiased training КомпенсацияCompensation 3,1 дБ3.1 dB 1,1 дБ1.1 dB 0,35 дБ0.35 dB

IQ дисбаланс из конца в конец и канал комбинируют, формируя глобальную матрицу каналов размером 2 на 2. При использовании несмещенной обучающей последовательности обеспечивается значительную выгоду без затрат. Несмещенные обучающие последовательности автоматически компенсируют самогенерирующуюся интерференцию из конца к конец из оценки канала. Кроме того, такие обучающие последовательности являются идеальными для оценки параметров IQ дисбаланса, и простой алгоритм задан для компенсации искажений данных: обращение в нуль незначащих коэффициентов с исключением усиления шумов.End-to-end IQ imbalance and channel are combined to form a 2 by 2 global channel matrix. Using an unbiased training sequence provides significant cost-free benefits. Unbiased training sequences automatically compensate for self-generated end-to-end interference from channel estimation. In addition, such training sequences are ideal for evaluating IQ imbalance parameters, and a simple algorithm is set up to compensate for data distortions: zeroing insignificant coefficients with the exception of noise amplification.

WiMedia UWB, в частности, использует преимущества, получаемые благодаря следующим улучшениям: обычная смещенная обучающая последовательность, которая состоит из 6 символов, передаваемая исключительно по каналу I, может быть разделена на 2 половины для формирования несмещенной последовательности. Первые 3 символа передают по каналу I, и последние 3 символа передают по каналу Q. Путем однородного охвата комплексной плоскости несмещенную обучающую последовательность формируют со значительной выгодой для высоких скоростей передачи данных. Для обеспечения обратной совместимости эта схема может быть зарезервирована для режимов с высокой скоростью передачи данных и может быть передана в виде сигналов, используя сигналы маяка, или можно вслепую детектировать тип обучающей последовательности.WiMedia UWB, in particular, takes advantage of the following improvements: a conventional 6-character offset training sequence transmitted exclusively on channel I can be split into 2 halves to form an unbiased sequence. The first 3 characters are transmitted on channel I, and the last 3 characters are transmitted on channel Q. By uniformly covering the complex plane, an unbiased training sequence is formed with significant benefits for high data rates. For backward compatibility, this circuitry can be reserved for high data rate modes and can be transmitted as signals using beacon signals, or the type of training sequence can be blindly detected.

В OFDMA (например, WiMAX) поднесущие f и -f могут быть назначены для разных пользователей. Значительная интерференция может возникать, если управление мощностью переводит одного пользователя на высокий уровень мощности. Поэтому хорошая идея состоит в том, чтобы размешать пилотные сигналы различных пользователей по зеркальным поднесущим. Эти пилотные сигналы должны удовлетворять критерию несмещенной обучающей последовательности. Каждый пользователь автоматически получает преимущество без каких-либо дополнительных усилий. Пилотные сигналы могут переключаться в разные местоположения при поддержании зеркальных положений.In OFDMA (e.g., WiMAX), the subcarriers f and -f can be assigned to different users. Significant interference can occur if power control puts one user at a high power level. Therefore, a good idea is to mix the pilot signals of different users into mirror subcarriers. These pilot signals must satisfy the criteria for an unbiased training sequence. Each user automatically gets an advantage without any extra effort. Pilot signals can switch to different locations while maintaining mirror positions.

Формулы во временной области могут быть расширены до множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA, МДКР) с гребенчатым эквалайзером, в котором комбинируют несколько каналов с одним ответвлением. Несмещенные обучающие последовательности автоматически улучшают оценку канала на отведение. Простая несмещенная обучающая последовательность для CDMA состоит из постоянного поворота комплексных символов на 90 градусов. Time domain formulas can be expanded to code division multiple access (CDMA, CDMA) with a comb equalizer in which multiple channels are combined with one branch. Unbiased training sequences automatically improve channel assignment for assignment. A simple unbiased training sequence for CDMA consists of a constant rotation of complex characters by 90 degrees.

На фиг. 13 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая способ передачи несмещенной обучающей последовательности для передачи данных. Хотя этот способ представлен, для ясности, как последовательность из пронумерованных этапов, такая нумерация не обязательно диктует порядок выполнения этих этапов. Следует понимать, что некоторые из этих этапов могут быть пропущены, могут быть выполнены параллельно или могут выполняться без необходимости сохранения строгого порядка последовательности. Способ начинается на этапе 1300.In FIG. 13 is a flowchart illustrating a method for transmitting an unbiased training sequence for transmitting data. Although this method is presented, for clarity, as a sequence of numbered steps, such numbering does not necessarily dictate the order in which these steps are performed. It should be understood that some of these steps may be skipped, may be performed in parallel, or may be performed without having to maintain a strict sequence order. The method begins at block 1300.

На этапе 1302 генерируют несмещенную обучающую последовательность в передатчике с квадратурной модуляцией, при этом несмещенная обучающая последовательность представляет однородное накопление мощности, равномерно распределенной в комплексной плоскости, как определено выше. На этапе 1304 передают несмещенную обучающую последовательность. Термины "генерируют", "выводят" и "умножают" относятся к обработке, которая может быть выполнена с использованием машиночитаемых программных инструкций, аппаратных средств или комбинации программных и аппаратных средств. At step 1302, an unbiased training sequence is generated in a quadrature modulated transmitter, wherein the unbiased training sequence represents a uniform accumulation of power uniformly distributed in the complex plane, as defined above. At 1304, an unbiased training sequence is transmitted. The terms “generate,” “output,” and “multiply” refer to processing that can be performed using computer-readable software instructions, hardware, or a combination of software and hardware.

В одном аспекте генерирование несмещенной обучающей последовательности на этапе 1302 включает в себя подэтапы. На этапе 1302a генерируют обучающую информацию во временной области, передаваемую через синфазный (I) тракт модуляции, имеющий накопленную мощность. На этапе 1302b генерируют обучающую информацию во временной области, передаваемую через тракт квадратурной (Q) модуляции, имеющий суммарную мощность, равную мощности тракта I модуляции.In one aspect, generating an unbiased training sequence in step 1302 includes sub-steps. At step 1302a, training information in the time domain is transmitted via the in-phase (I) modulation path having stored power. At step 1302b, training information in the time domain is transmitted via the quadrature (Q) modulation path having a total power equal to the power of the modulation path I.

В другом аспекте генерирование несмещенной обучающей последовательности на этапе 1302 включает в себя следующие подэтапы. На этапе 1302c генерируют пару сигналов, включающих в себя опорный сигнал (p) с комплексным значением на частоте +f и зеркальный сигнал (pm) с комплексным значением на частоте -f. Этап 1302d сводит к нулю произведение (p·pm).In another aspect, generating an unbiased training sequence in step 1302 includes the following sub-steps. At step 1302c, a pair of signals is generated including a reference signal (p) with a complex value at a frequency + f and a mirror signal (p m ) with a complex value at a frequency -f. Step 1302d reduces the product (p · p m ) to zero.

Например, i экземпляров опорного сигнала (p) и зеркального сигнала (pm) могут быть сгенерированы, и сумму произведений (pi·pim) сводят к нулю. Генерирование i экземпляров опорного сигнала и зеркального сигнала может включать в себя генерирование значений p и pm пары сигналов, которые изменяются для каждого экземпляра. В одном аспекте сумма произведений (pi·pim) может быть сведена к нулю путем генерирования информации как комплексного значения, которое остается постоянным для каждого экземпляра, для представления p. Для представления pm информация может быть сгенерирована как комплексное значение, которое поворачивается на 180 градусов в каждом экземпляре.For example, i instances of the reference signal (p) and the mirror signal (p m ) can be generated, and the sum of the products (p i · p im ) is reduced to zero. The generation of i instances of the reference signal and the mirror signal may include generating values p and p m of a pair of signals that vary for each instance. In one aspect, the sum of the products (p i · p im ) can be reduced to zero by generating information as a complex value that remains constant for each instance to represent p. To represent p m, information can be generated as a complex value that rotates 180 degrees in each instance.

В качестве другого примера может быть сгенерировано i экземпляров опорного сигнала (p) и зеркального сигнала (pm), и произведение (pi·pim) может быть сгенерировано для каждого экземпляра. Из экземпляров могут быть затем сформированы пары, и сумма произведений будет сведена к нулю для каждого сведенного в пару экземпляра.As another example, i instances of a reference signal (p) and a mirror signal (p m ) can be generated, and a product (p i · p im ) can be generated for each instance. Then pairs can be formed from the copies, and the sum of the pieces will be reduced to zero for each coupled copy.

В одном аспекте генерирование несмещенной обучающей последовательности на этапе 1302 включает в себя генерирование P пилотных символов на период символа, в множестве периодов символов. Затем на этапе 1303 генерируют (N-P) квадратурных модулированных символов данных коммуникации на период символа. Передача несмещенной обучающей последовательности на этапе 1304 включает в себя одновременную передачу N символов на период символа, в множестве периодов символа. In one aspect, generating an unbiased training sequence in step 1302 includes generating P pilot symbols per symbol period, in a plurality of symbol periods. Then, in step 1303, (N-P) quadrature modulated symbols of the communication data are generated for the symbol period. The transmission of the unbiased training sequence at 1304 includes the simultaneous transmission of N symbols per symbol period, in a plurality of symbol periods.

В другом аспекте на этапе 1303 генерируют квадратурно-модулированные данные коммуникации. На этапе 1304 передают несмещенную обучающую последовательность в первом множестве периодов символов, после чего следуют квадратурно-модулированные данные коммуникации во втором множестве периодов символов.In another aspect, at 1303, quadrature modulated communication data is generated. At 1304, an unbiased training sequence is transmitted in a first set of symbol periods, followed by quadrature modulated communication data in a second set of symbol periods.

В другом аспекте на этапе 1302 генерируют временную последовательность символов комплексной плоскости с равной накопленной мощностью в множестве направлений в комплексной плоскости. Таким образом, временная последовательность символов имеет накопленную мощность, ассоциированную с информацией действительной оси во временной области, и равную накопленную мощность, ассоциированную с информацией мнимой оси во временной области. Затем на этапе 1304 передают временную последовательность символов в множестве периодов символов. В другом аспекте на этапе 1302 передают несмещенную обучающую последовательность, выраженную как временная последовательность из I комплексных символов (a) во временной области, следующим образом:In another aspect, at 1302, a time sequence of symbols of a complex plane with equal accumulated power in a plurality of directions in a complex plane is generated. Thus, the temporal sequence of symbols has an accumulated power associated with real axis information in the time domain and an equal accumulated power associated with imaginary axis information in the time domain. Then, at 1304, a temporal sequence of symbols in a plurality of symbol periods is transmitted. In another aspect, at step 1302, an unbiased training sequence, expressed as a time sequence of I complex characters (a) in the time domain, is transmitted as follows:

sum ai(k)·ai(k)=0; sum a i (k) · a i (k) = 0;

где k представляет собой количество выборок на период символа. В одном аспекте на этапе 1302 генерируют символы в множестве сообщений, имеющих равную мощность в множестве направлений комплексной плоскости, накопленную по множеству сообщений.where k is the number of samples per character period. In one aspect, at 1302, symbols are generated in a plurality of messages having equal power in a plurality of directions of a complex plane accumulated over a plurality of messages.

Описанная выше блок-схема также может быть интерпретирована как выражение машиночитаемого носителя информации, на котором сохранены инструкции для передачи несмещенной обучающей последовательности для передачи данных. Инструкции для передачи вращающегося обучающего сигнала могли бы соответствовать этапам 1300-1304, как пояснялось выше. The block diagram described above can also be interpreted as an expression of a computer-readable storage medium on which instructions for transmitting an unbiased training sequence for transmitting data are stored. Instructions for transmitting a rotating training signal could correspond to steps 1300-1304, as explained above.

На фиг. 14 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая способ расчета несмещенной оценки канала. Способ начинается на этапе 1400. На этапе 1402 принимают несмещенную обучающую последовательность в приемнике с квадратурной демодуляцией, причем несмещенная обучающая последовательность имеет предопределенные опорные сигналы (p), представляющие однородную накопленную мощность, равномерно распределенную в комплексной плоскости. На этапе 1404 обрабатывают несмещенную обучающую последовательность, генерируя символы (y) обработки, представляющие информацию комплексной плоскости в несмещенной обучающей последовательности. На этапе 1406 умножают обработанные символы (y) на сопряженную величину соответствующих опорных сигналов (p*). На этапе 1408 получают несмещенную оценку (hu) канала.In FIG. 14 is a flowchart illustrating a method for calculating an unbiased channel estimate. The method begins at block 1400. At block 1402, an unbiased training sequence is received at a quadrature demodulation receiver, the unbiased training sequence having predetermined reference signals (p) representing a uniform stored power uniformly distributed in the complex plane. At 1404, an unbiased training sequence is processed to generate processing symbols (y) representing complex plane information in an unbiased training sequence. At step 1406, the processed symbols (y) are multiplied by the conjugate value of the corresponding reference signals (p *). At 1408, an unbiased channel estimate (h u ) is obtained.

В одном аспекте прием несмещенной обучающей последовательности на этапе 1402 включает в себя прием несмещенной обучающей последовательности с множеством одновременно принятых предопределенных опорных сигналов (pn). Генерирование обработанного символа (y) на этапе 1404 включает в себя генерирование множества обработанных символов (yn) из соответствующего множества опорных сигналов. Умножение обработанного символа (y) на сопряженную величину опорного сигнала (p*) на этапе 1406 включает в себя умножение каждого обрабатываемого символа на его соответствующую сопряженную величину опорного сигнала. Затем на этапе 1408 получают оценку канала путем получения множества оценок (hun) канала и усредняет оценку (hun) канала для каждого значения n. In one aspect, receiving an unbiased training sequence at 1402 includes receiving an unbiased training sequence with a plurality of simultaneously received predetermined reference signals (p n ). Generating a processed symbol (y) in step 1404 includes generating a plurality of processed symbols (y n ) from a corresponding plurality of reference signals. Multiplying the processed symbol (y) by the conjugate value of the reference signal (p *) in step 1406 includes multiplying each processed symbol by its corresponding conjugate value of the reference signal. Then, at 1408, a channel estimate is obtained by obtaining a plurality of channel estimates (h un ) and averages the channel estimate (h un ) for each value of n.

В другом аспекте на этапе 1402 принимают несмещенную обучающую последовательность путем приема обучающей информации во временной области через тракт (I) синфазной модуляции, имеющий накопленную мощность, а также принимают обучающую информацию во временной области через тракт (Q) квадратурной модуляции, имеющий суммарную мощность, равную (как определено выше) мощности тракта I модуляции.In another aspect, in step 1402, an unbiased training sequence is received by receiving training information in the time domain through the in-phase modulation path (I) having accumulated power, and training information in the time domain is received via the quadrature modulation path (Q) having a total power equal to (as defined above) the power of the path I modulation.

В другом аспекте на этапе 1402 принимают несмещенную обучающую последовательность с временной последовательностью из n предопределенных опорных сигналов (pn), имеющую накопленную мощность, ассоциированную с информацией действительной оси во временной области, и с равным количеством накопленной мощности, ассоциированной с информацией мнимой оси во временной области. На этапе 1404 генерируют временную последовательность из n обработанных символов (yn) из временной последовательности опорных сигналов. На этапе 1406 умножают каждый обработанный символ во временной последовательности на его соответствующую сопряженную величину опорного сигнала. Затем получение оценки h канала на этапе 1408 включает в себя: получают временную последовательность n оценок канала (hun); и усредняют n оценок канала.In another aspect, at 1402, an unbiased training sequence is received with a time sequence of n predetermined reference signals (p n ) having accumulated power associated with real axis information in the time domain and with an equal amount of accumulated power associated with imaginary axis information in the time area. At 1404, a time sequence of n processed symbols (y n ) is generated from a time sequence of reference signals. At 1406, each processed symbol is multiplied in a time sequence by its corresponding conjugate value of the reference signal. Then, obtaining the channel estimate h in step 1408 includes: obtaining a time sequence of n channel estimates (h un ); and averaging n channel estimates.

В одном аспекте на этапе 1402 принимают несмещенную обучающую последовательность как пару сигналов, включающую в себя опорный сигнал (p) комплексного значения на частоте +f и зеркальный сигнал (pm) комплексного значения на частоте -f, где произведение (p·pm) равно нулю. Например, могут быть приняты i экземпляров опорного сигнала (p) и зеркального сигнала (pm), где сумма произведения (pi·pim) равна нулю. Кроме того, значения p и pm пары сигналов, которые изменяются для каждого экземпляра. В другом варианте сумму произведений (pi·pim) обнуляют путем приема информации как комплексного значения, которое остается постоянным для каждого экземпляра, представляющего p; и принимают информацию как комплексное значение, которое поворачивается на 180 градусов для каждого экземпляра, представляющего pm. In one aspect, in step 1402, an unbiased training sequence is received as a pair of signals including a complex value reference signal (p) at a frequency + f and a complex value mirror signal (p m ) at a frequency -f, where the product (p · p m ) equals zero. For example, i instances of the reference signal (p) and the mirror signal (p m ) can be taken, where the sum of the product (p i · p im ) is zero. In addition, the values of p and p m are pairs of signals that vary for each instance. In another embodiment, the sum of the products (p i · p im ) is zeroed out by accepting the information as a complex value that remains constant for each instance representing p; and accepting the information as a complex value that rotates 180 degrees for each instance representing p m .

В качестве другого примера могут быть приняты i экземпляров опорного сигнала (p) и зеркального сигнала (pm), и произведение (pi·pim) генерируют для каждого экземпляра. Экземпляры затем сводят в пары, и сумму произведений для каждого сведенного в пару экземпляра сводят к нулю.As another example, i instances of the reference signal (p) and the mirror signal (p m ) can be taken, and the product (p i · p im ) is generated for each instance. The instances are then paired, and the sum of the products for each paired copy is reduced to zero.

В одном аспекте на этапе 1402 принимают несмещенную обучающую последовательность как P пилотных символов на период символа, в множестве периодов символов, и на этапе 1408 получают P несмещенных оценок пилотного канала. На этапе 1403 одновременно принимают (N-P) квадратурно-модулированных символов данных коммуникации в каждом периоде символов. На этапе 1405 генерируют обработанный символ (yc) для данных коммуникации в каждом периоде символа. На этапе 1410 экстраполируют оценки каналов для каждого обработанного символа (yc), полученного из несмещенных оценок опорного канала. На этапе 1412 умножают каждый обработанный символ (yc) на экстраполированную оценку канала для вывода передаваемого символа (x).In one aspect, at 1402, an unbiased training sequence is received as P pilot symbols per symbol period, in a plurality of symbol periods, and at 1408, P unbiased pilot channel estimates are obtained. At 1403, simultaneously receive (NP) quadrature modulated communication data symbols in each symbol period. At step 1405, a processed symbol (y c ) is generated for the communication data in each symbol period. At step 1410, channel estimates are extrapolated for each processed symbol (y c ) obtained from unbiased estimates of the reference channel. At step 1412, each processed symbol (y c ) is multiplied by an extrapolated channel estimate to output the transmitted symbol (x).

В другом аспекте на этапе 1403 принимают квадратурно-модулированные данные коммуникации в периодах символов после приема несмещенной обучающей последовательности. На этапе 1405 генерируют обработанный символ (yc) для каждого символа данных коммуникации, и на этапе 1414 умножают каждый обработанный символ на несмещенную оценку канала для извлечения передаваемого символа (x).In another aspect, at 1403, quadrature modulated communication data is received in symbol periods after receiving an unbiased training sequence. At 1405, a processed symbol (y c ) is generated for each symbol of communication data, and at 1414, each processed symbol is multiplied by an unbiased channel estimate to extract the transmitted symbol (x).

В другом аспекте на этапе 1402 принимают временную последовательность комплексной плоскости с равной накопленной мощностью в множестве направлений в комплексной плоскости. В качестве альтернативы несмещенная обучающая последовательность может быть выражена как временная последовательность из i комплексных символов (a) во временной области следующим образом:In another aspect, at 1402, a time sequence of a complex plane with equal accumulated power in a plurality of directions in the complex plane is received. Alternatively, an unbiased training sequence can be expressed as a time sequence of i complex characters (a) in the time domain as follows:

sum ai(k)-ai(k)=0,sum a i (k) -a i (k) = 0,

где k представляет количество выборок на период символа. where k represents the number of samples per character period.

В одном аспекте прием несмещенной обучающей последовательности на этапе 1402 включает в себя прием символов в множестве сообщений, имеющих равную мощность в множестве направлений комплексной плоскости, как накопленную по множеству сообщений.In one aspect, receiving an unbiased training sequence at 1402 includes receiving symbols in a plurality of messages having equal power in a plurality of directions of the complex plane, as accumulated over a plurality of messages.

Описанная выше блок-схема последовательности операций также может быть интерпретирована как выражение машиночитаемого носителя информации, на котором сохранены инструкции для расчета несмещенной оценки канала. Инструкции для расчета несмещенной оценки канала могут соответствовать этапам 1400-1414, как пояснялось выше.The flowchart described above can also be interpreted as an expression of a computer-readable storage medium on which instructions for calculating an unbiased channel estimate are stored. Instructions for calculating an unbiased channel estimate may correspond to steps 1400-1414, as explained above.

Были представлены системы, способы, устройства и процессоры, которые обеспечивают возможность передачи и приема квадратурно-модулированных несмещенных обучающих последовательностей в устройстве передачи данных, и расчета несмещенных оценок канала. Примеры конкретных протоколов и форматов передачи данных были представлены для иллюстрации изобретения. Однако изобретение не ограничивается просто этими примерами. Другие изменения и варианты выполнения изобретения будут понятны для специалистов в данной области техники.Systems, methods, devices, and processors were presented that provide the ability to transmit and receive quadrature modulated unbiased training sequences in a data transmission device and to calculate unbiased channel estimates. Examples of specific protocols and data transmission formats have been presented to illustrate the invention. However, the invention is not limited to just these examples. Other changes and embodiments of the invention will be apparent to those skilled in the art.

Claims (71)

1. Способ передачи обучающей последовательности, содержащий этапы на которых: генерируют обучающую последовательность в передатчике с квадратурной модуляцией, причем обучающая последовательность представляет множество из по меньшей мере трех символов, причем каждый символ представляет комплексное значение, имеющее значение синфазного компонента и значение квадратурного компонента; причем сумма квадратов значений синфазных компонентов равна сумме квадратов значений квадратурных компонентов, и передают обучающую последовательность.1. A method for transmitting a training sequence, comprising the steps of: generating a training sequence in a quadrature modulated transmitter, the training sequence representing a plurality of at least three characters, each symbol representing a complex value having an in-phase component value and a quadrature component value; moreover, the sum of the squares of the values of the in-phase components is equal to the sum of the squares of the values of the quadrature components, and transmit the training sequence. 2. Способ по п.1, в котором передача обучающей последовательности включает в себя передачу: обучающей информации во временной области, содержащую значения синфазных компонентов, через тракт синфазной (I) модуляции, имеющей накопленную мощность, равную сумме квадратов значений синфазных компонентов; и обучающей информации во временной области, содержащей значения квадратурных компонентов, через тракт квадратурной (Q) модуляции, имеющей накопленную мощность, равную сумме квадратов значений квадратурных компонентов.2. The method according to claim 1, in which the transmission of the training sequence includes the transmission of: training information in the time domain containing the values of the in-phase components through the common-mode (I) modulation path having an accumulated power equal to the sum of the squares of the values of the in-phase components; and training information in a time domain containing quadrature component values through a quadrature (Q) modulation path having an accumulated power equal to the sum of the squares of the values of the quadrature components. 3. Способ по п.1, в котором генерирование обучающей последовательности содержит генерирование первой обучающей последовательности, содержащей множество из по меньшей мере трех опорных символов, причем каждый символ представляет опорное комплексное значение, и вторую обучающую последовательность, содержащую множество из по меньшей мере трех соответствующих зеркальных символов, причем каждый соответствующий зеркальный символ представляет соответствующее зеркальное комплексное значение, причем передача обучающей последовательности содержит передачу первой обучающей последовательности на частоте +f и передачу второй обучающей последовательности на частоте -f и при этом произведение каждого опорного комплексного значения и соответствующего зеркального комплексного значения равно нулю.3. The method according to claim 1, wherein generating the training sequence comprises generating a first training sequence comprising a plurality of at least three reference symbols, each symbol representing a reference complex value, and a second training sequence comprising a plurality of at least three corresponding mirror symbols, with each corresponding mirror symbol representing a corresponding mirror complex value, the transmission of the training sequence win transmitting a first training sequence at frequency + f and transmitting the second training sequence in the frequency -f, and thus the product of each support and the corresponding complex value mirror integrated value is zero. 4. Способ по п.1, в котором генерирование обучающей последовательности содержит генерирование первой обучающей последовательности, содержащей множество из по меньшей мере трех опорных символов, причем каждый символ представляет опорное комплексное значение, и второй обучающей последовательности, содержащей множество из по меньшей мере трех соответствующих зеркальных символов, причем каждый соответствующий зеркальный символ представляет соответствующее зеркальное комплексное значение, при этом передача обучающей последовательности содержит передачу первой обучающей последовательности на частоте +f и передачу второй обучающей последовательности на частоте -f и при этом сумма произведений опорных комплексных значений и соответствующих зеркальных комплексных значений равна нулю.4. The method according to claim 1, wherein generating the training sequence comprises generating a first training sequence comprising a plurality of at least three reference symbols, each symbol representing a complex reference value, and a second training sequence comprising a plurality of at least three corresponding mirror symbols, with each corresponding mirror symbol representing a corresponding mirror complex value, while the transmission of the training sequence It comprises transmitting a first training sequence at frequency + f and transmitting the second training sequence in the frequency -f, and wherein the sum of products of complex values and the reference mirror corresponding complex values is zero. 5. Способ по п.4, в котором каждый опорный символ отличается от соседних опорных символов.5. The method according to claim 4, in which each reference symbol is different from neighboring reference symbols. 6. Способ по п.4, в котором каждый опорный символ является таким же, как соседние опорные символы.6. The method according to claim 4, in which each reference symbol is the same as adjacent reference symbols. 7. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых: генерируют квадратурно-модулированные данные коммуникации и передают квадратурно-модулированные данные коммуникации после передачи обучающей последовательности.7. The method of claim 1, further comprising the steps of: generating quadrature modulated communication data and transmitting quadrature modulated communication data after transmitting the training sequence. 8. Способ по п.1, в котором обучающая последовательность имеет нечетное число символов.8. The method according to claim 1, in which the training sequence has an odd number of characters. 9. Способ по п.1, в котором обучающая последовательность содержит первое множество первых символов, при этом каждый из множества первых символов являются одинаковыми, и второе множество вторых символов, при этом каждый из множества вторых символов являются одинаковыми и при этом первые символы отличаются от вторых символов.9. The method according to claim 1, wherein the training sequence comprises a first plurality of first characters, each of a plurality of first characters being the same, and a second plurality of second characters, each of a plurality of second characters being the same, and the first characters being different second characters. 10. Способ по п.1, в котором обучающая последовательность содержит первый символ, имеющий первую мощность, и второй символ, имеющий вторую мощность, при этом первая мощность и вторая мощность являются различными.10. The method of claim 1, wherein the training sequence comprises a first symbol having a first power and a second symbol having a second power, wherein the first power and the second power are different. 11. Способ расчета оценки канала, содержащий этапы, на которых: принимают несмещенную обучающую последовательность в приемнике с квадратурной демодуляцией, причем обучающая последовательность представляет множество из по меньшей мере трех символов, причем каждый символ представляет комплексное значение, имеющее значение синфазного компонента и значение квадратурного компонента; причем сумма квадратов значений синфазных компонентов равна сумме квадратов значений квадратурных компонентов, и получают оценку (hu) канала на основе принимаемой обучающей последовательности.11. A method for calculating a channel estimate, comprising the steps of: receiving an unbiased training sequence in a quadrature demodulation receiver, the training sequence representing a plurality of at least three characters, each symbol representing a complex value having a common-mode component value and a quadrature component value ; moreover, the sum of the squares of the values of the in-phase components is equal to the sum of the squares of the values of the quadrature components, and a channel estimate (h u ) is obtained based on the received training sequence. 12. Способ по п.11, в котором прием обучающей последовательности включает в себя прием: обучающей информации во временной области, содержащей значения синфазных компонентов, через тракт синфазной (I) модуляции, имеющей накопленную мощность, равную сумме квадратов значений синфазных компонентов; и обучающей информации во временной области, содержащей значения квадратурных компонентов, через тракт квадратурной (Q) модуляции, имеющей накопленную мощность, равную сумме квадратов значений квадратурных компонентов.12. The method according to claim 11, in which the reception of the training sequence includes receiving: training information in the time domain containing the values of the common-mode components, through the common-mode (I) modulation path having an accumulated power equal to the sum of the squares of the common-mode components; and training information in a time domain containing quadrature component values through a quadrature (Q) modulation path having an accumulated power equal to the sum of the squares of the values of the quadrature components. 13. Способ по п.11, в котором прием обучающей последовательности содержит прием первой обучающей последовательности, содержащей множество из по меньшей мере трех опорных символов на частоте +f, причем каждый символ представляет опорное комплексное значение, и прием второй обучающей последовательности, содержащей множество из по меньшей мере трех соответствующих зеркальных символов на частоте -f, причем каждый соответствующий зеркальный символ представляет соответствующее зеркальное комплексное значение, при этом произведение каждого опорного комплексного значения и соответствующего зеркального комплексного значения равно нулю.13. The method according to claim 11, wherein receiving the training sequence comprises receiving a first training sequence comprising a plurality of at least three reference symbols at a frequency + f, each symbol representing a reference complex value, and receiving a second training sequence comprising a plurality of at least three corresponding mirror symbols at a frequency of -f, each corresponding mirror symbol representing a corresponding mirror complex value, the product of each op The complex complex value and the corresponding mirror complex value are zero. 14. Способ по п.11, в котором прием обучающей последовательности содержит прием первой обучающей последовательности, содержащей множество из по меньшей мере трех опорных символов на частоте +f, причем каждый символ представляет опорное комплексное значение, и прием второй обучающей последовательности, содержащей множество из по меньшей мере трех соответствующих зеркальных символов на частоте -f, причем каждый соответствующий зеркальный символ представляет соответствующее зеркальное комплексное значение, при этом сумма произведений опорных комплексных значений и соответствующих зеркальных комплексных значений равна нулю.14. The method of claim 11, wherein receiving the training sequence comprises receiving a first training sequence comprising a plurality of at least three reference symbols at a frequency + f, each symbol representing a reference complex value, and receiving a second training sequence comprising a plurality of at least three corresponding mirror symbols at a frequency of -f, each corresponding mirror symbol representing a corresponding mirror complex value, wherein the sum of the products of the supports complex complex values and the corresponding mirror complex values is zero. 15. Способ по п.14, в котором каждый опорный символ отличается от соседних опорных символов.15. The method according to 14, in which each reference symbol is different from neighboring reference symbols. 16. Способ по п.14, в котором каждый опорный символ является таким же, как соседние опорные символы.16. The method of claim 14, wherein each reference symbol is the same as adjacent reference symbols. 17. Способ по п.11, дополнительно содержащий этапы, на которых: принимают квадратурно-модулированные символы данных коммуникации и извлекают передаваемый символ для каждого символа данных коммуникации на основе оценки канала.17. The method of claim 11, further comprising the steps of: receiving quadrature modulated symbols of the communication data and extracting a transmitted symbol for each symbol of the communication data based on the channel estimate. 18. Способ по п.11, дополнительно содержащий этапы, на которых: принимают квадратурно-модулированные символы данных коммуникации после приема обучающей последовательности; генерируют обработанный символ для каждого символа данных коммуникации и умножают каждый обработанный символ на оценку канала для извлечения передаваемого символа.18. The method according to claim 11, further comprising the steps of: receiving quadrature modulated communication data symbols after receiving the training sequence; generating a processed symbol for each symbol of the communication data and multiplying each processed symbol by a channel estimate to extract the transmitted symbol. 19. Способ по п.11, в котором обучающая последовательность имеет нечетное число символов.19. The method according to claim 11, in which the training sequence has an odd number of characters. 20. Способ по п.11, в котором обучающая последовательность содержит первое множество первых символов, при этом каждый из множества первых символов являются одинаковыми, и второе множество вторых символов, при этом каждый из множества вторых символов являются одинаковыми, и при этом первые символы отличаются от вторых символов.20. The method according to claim 11, in which the training sequence contains the first plurality of first characters, each of the plurality of first characters are the same, and the second plurality of second characters, each of the plurality of second characters are the same, and the first characters are different from second characters. 21. Способ по п.11, в котором обучающая последовательность содержит первый символ, имеющий первую мощность, и второй символ, имеющий вторую мощность, при этом первая мощность и вторая мощность являются различными.21. The method of claim 11, wherein the training sequence comprises a first symbol having a first power and a second symbol having a second power, wherein the first power and second power are different. 22. Система для передачи обучающей последовательности, содержащая: процессор, сконфигурированный для генерирования обучающей последовательности, представляющей множество из по меньшей мере трех символов, причем каждый символ представляет комплексное значение, имеющее значение синфазного компонента и значение квадратурного компонента; причем сумма квадратов значений синфазных компонентов равна сумме квадратов значений квадратурных компонентов; и передатчик, сконфигурированный для передачи обучающей последовательности.22. A system for transmitting a training sequence, comprising: a processor configured to generate a training sequence representing a plurality of at least three characters, each character representing a complex value having an in-phase component value and a quadrature component value; wherein the sum of the squared values of the in-phase components is equal to the sum of the squared values of the quadrature components; and a transmitter configured to transmit the training sequence. 23. Система по п.22, в которой передатчик сконфигурирован для передачи: обучающей информации во временной области через тракт синфазной (I) модуляции, имеющей накопленную мощность, равную сумме квадратов значений синфазных компонентов; и
обучающей информации во временной области через тракт квадратурной (Q) модуляции, имеющей накопленную мощность, равную сумме квадратов значений квадратурных компонентов.
23. The system of claim 22, wherein the transmitter is configured to transmit: training information in the time domain through an in-phase (I) modulation path having an accumulated power equal to the sum of the squares of the in-phase components; and
training information in the time domain through a quadrature (Q) modulation path having an accumulated power equal to the sum of the squared values of the quadrature components.
24. Система по п.22, в которой процессор генерирует обучающую последовательность посредством генерирования первой обучающей последовательности, содержащей множество из по меньшей мере трех опорных символов, причем каждый символ представляет опорное комплексное значение, и второй обучающей последовательности, содержащей множество из по меньшей мере трех соответствующих зеркальных символов, причем каждый соответствующий зеркальный символ представляет соответствующее зеркальное комплексное значение, причем передатчик передает обучающую последовательность посредством передачи первой обучающей последовательности на частоте +f и передачи второй обучающей последовательности на частоте -f и при этом произведение каждого опорного комплексного значения и соответствующего зеркального комплексного значения равно нулю.24. The system of claim 22, wherein the processor generates a training sequence by generating a first training sequence comprising a plurality of at least three reference symbols, each symbol representing a complex reference value, and a second training sequence comprising a plurality of at least three corresponding mirror symbols, wherein each corresponding mirror symbol represents a corresponding mirror complex value, wherein the transmitter transmits teaching th sequence by transmitting a first training sequence at frequency + f and transmitting the second training sequence in the frequency -f, and thus the product of each support and the corresponding complex value mirror integrated value is zero. 25. Система по п.22, в которой процессор генерирует обучающую последовательность посредством первой обучающей последовательности, содержащей множество из по меньшей мере трех опорных символов, причем каждый символ представляет опорное комплексное значение, и второй обучающей последовательности, содержащей множество из по меньшей мере трех соответствующих зеркальных символов, причем каждый соответствующий зеркальный символ представляет соответствующее зеркальное комплексное значение, причем передатчик передает обучающую последовательность посредством передачи первой обучающей последовательности на частоте +f и передачи второй обучающей последовательности на частоте -f и при этом сумма произведений опорных комплексных значений и соответствующих зеркальных комплексных значений равно нулю.25. The system of claim 22, wherein the processor generates a training sequence through a first training sequence comprising a plurality of at least three reference symbols, each symbol representing a complex reference value, and a second training sequence comprising a plurality of at least three corresponding mirror symbols, each corresponding mirror symbol representing a corresponding mirror complex value, the transmitter transmitting the training sequence lnost by transmitting a first training sequence at frequency + f and transmitting the second training sequence in the frequency -f, and wherein the sum of products of complex values and the reference mirror corresponding complex values is zero. 26. Система по п.25, в которой каждый опорный символ отличается от соседних опорных символов.26. The system of claim 25, wherein each reference symbol is different from neighboring reference symbols. 27. Система по п.25, в которой каждый опорный символ является таким же, как соседние опорные символы.27. The system of claim 25, wherein each reference symbol is the same as adjacent reference symbols. 28. Система по п.22, в которой процессор дополнительно сконфигурирован для генерирования квадратурно-модулированных данных коммуникации и в которой передатчик дополнительно сконфигурирован для передачи квадратурно-модулированных данных коммуникации после обучающей последовательности.28. The system of claim 22, wherein the processor is further configured to generate quadrature modulated communication data and wherein the transmitter is further configured to transmit quadrature modulated communication data after the training sequence. 29. Способ по п.22, в котором обучающая последовательность имеет нечетное число символов.29. The method according to item 22, in which the training sequence has an odd number of characters. 30. Способ по п.22, в котором обучающая последовательность содержит первое множество первых символов, при этом каждый из множества первых символов являются одинаковыми, и второе множество вторых символов, при этом каждый из множества вторых символов являются одинаковыми и при этом первые символы отличаются от вторых символов.30. The method according to item 22, in which the training sequence contains the first plurality of first characters, each of the plurality of first characters are the same, and the second plurality of second characters, each of the plurality of second characters are the same and the first characters are different from second characters. 31. Способ по п.22, в котором обучающая последовательность содержит первый символ, имеющий первую мощность, и второй символ, имеющий вторую мощность, при этом первая мощность и вторая мощность являются различными.31. The method of claim 22, wherein the training sequence comprises a first symbol having a first power and a second symbol having a second power, wherein the first power and the second power are different. 32. Система для расчета оценки канала, содержащая: приемник с квадратурной демодуляцией, сконфигурированный для приема обучающей последовательности, представляющей множество из по меньшей мере трех символов, причем каждый символ представляет комплексное значение, имеющее значение синфазного компонента и значение квадратурного компонента, причем сумма квадратов значений синфазных компонентов равна сумме квадратов значений квадратурных компонентов; и процессор, сконфигурированный для получения оценки канала на основе принимаемой обучающей последовательности.32. A system for calculating a channel estimate, comprising: a quadrature demodulation receiver configured to receive a training sequence representing a plurality of at least three characters, each symbol representing a complex value having an in-phase component value and a quadrature component value, the sum of the squared values in-phase components is equal to the sum of the squared values of the quadrature components; and a processor configured to obtain a channel estimate based on the received training sequence. 33. Система по п.32, в которой приемник сконфигурирован для приема обучающей последовательности посредством приема: обучающей информации во временной области через тракт синфазной (I) демодуляции, имеющей накопленную мощность, равную сумме квадратов значений синфазных компонентов; и обучающей информации во временной области через тракт квадратурной (Q) демодуляции, имеющей накопленную мощность, равную сумме квадратов значений квадратурных компонентов.33. The system of claim 32, wherein the receiver is configured to receive the training sequence by receiving: training information in the time domain through the in-phase (I) demodulation path having an accumulated power equal to the sum of the squares of the in-phase components; and training information in the time domain through a quadrature (Q) demodulation path having an accumulated power equal to the sum of the squared values of the quadrature components. 34. Система по п.32, в которой приемник сконфигурирован для приема обучающей последовательности посредством приема первой обучающей последовательности, содержащей множество из по меньшей мере трех опорных символов на частоте +f, причем каждый символ представляет опорное комплексное значение, и приема второй обучающей последовательности, содержащей множество из по меньшей мере трех соответствующих зеркальных символов на частоте -f, причем каждый соответствующий зеркальный символ представляет соответствующее зеркальное комплексное значение, при этом произведение каждого опорного комплексного значения и соответствующего зеркального комплексного значения равно нулю.34. The system of claim 32, wherein the receiver is configured to receive a training sequence by receiving a first training sequence containing a plurality of at least three reference symbols at a frequency + f, each symbol representing a reference complex value, and receiving a second training sequence, comprising a plurality of at least three corresponding mirror symbols at a frequency of -f, each corresponding mirror symbol representing a corresponding mirror complex value of, the product of each of the reference values and the corresponding integrated mirror integrated value is zero. 35. Система по п.32, в которой приемник сконфигурирован для приема обучающей последовательности посредством приема первой обучающей последовательности, содержащей множество из по меньшей мере трех опорных символов на частоте +f, причем каждый символ представляет опорное комплексное значение, и прием второй обучающей последовательности, содержащей множество из по меньшей мере трех соответствующих зеркальных символов на частоте -f, причем каждый соответствующий зеркальный символ представляет соответствующее зеркальное комплексное значение, при этом сумма произведений опорных комплексных значений и соответствующих зеркальных комплексных значений равна нулю.35. The system of claim 32, wherein the receiver is configured to receive a training sequence by receiving a first training sequence containing a plurality of at least three reference symbols at a frequency + f, each symbol representing a reference complex value, and receiving a second training sequence, comprising a plurality of at least three corresponding mirror symbols at a frequency of -f, each corresponding mirror symbol representing a corresponding mirror complex value s, the sum of products of complex values of the reference mirror and the respective complex values of zero. 36. Система по п.35, в которой каждый опорный символ отличается от соседних опорных символов.36. The system of claim 35, wherein each reference symbol is different from neighboring reference symbols. 37. Система по п.35, в которой каждый опорный символ является таким же, как соседние опорные символы.37. The system of claim 35, wherein each reference symbol is the same as adjacent reference symbols. 38. Система по п.32, в которой приемник дополнительно сконфигурирован для приема квадратурно-модулированных символов данных коммуникации и в которой процессор дополнительно сконфигурирован для извлечения передаваемого символа для каждого символа данных коммуникации на основе оценки канала.38. The system of claim 32, wherein the receiver is further configured to receive quadrature modulated symbols of communication data and in which the processor is further configured to extract a transmitted symbol for each symbol of communication data based on the channel estimate. 39. Система по п.32, в которой приемник сконфигурирован для приема квадратурно-модулированных данных коммуникации после приема обучающей последовательности и в которой процессор сконфигурирован для генерирования обработанного символа для каждого символа данных коммуникации и умножения каждого обработанного символа на оценку канала для извлечения передаваемого символа.39. The system of claim 32, wherein the receiver is configured to receive quadrature modulated communication data after receiving the training sequence and in which the processor is configured to generate a processed symbol for each symbol of communication data and multiply each processed symbol by a channel estimate to extract the transmitted symbol. 40. Система по п.32, в которой обучающая последовательность имеет нечетное число символов.40. The system of claim 32, wherein the training sequence has an odd number of characters. 41. Система по п.32, в которой обучающая последовательность содержит первое множество первых символов, при этом каждый из множества первых символов являются одинаковыми, и второе множество вторых символов, при этом каждый из множества вторых символов являются одинаковыми и при этом первые символы отличаются от вторых символов.41. The system of claim 32, wherein the training sequence comprises a first plurality of first characters, each of a plurality of first characters being the same, and a second plurality of second characters, each of a plurality of second characters being the same and the first characters being different second characters. 42. Система по п.32, в которой обучающая последовательность содержит первый символ, имеющий первую мощность, и второй символ, имеющий вторую мощность, при этом первая мощность и вторая мощность являются различными.42. The system of claim 32, wherein the training sequence comprises a first symbol having a first power and a second symbol having a second power, wherein the first power and second power are different. 43. Машиночитаемый носитель информации, на котором хранятся инструкции для передачи обучающей последовательности связи, инструкции, содержащие: генерирование обучающей последовательности в передатчике с квадратурной модуляцией, причем обучающая последовательность представляет множество из по меньшей мере трех символов, причем каждый символ представляет комплексное значение, имеющее значение синфазного компонента и значение квадратурного компонента, при этом сумма квадратов значений синфазных компонентов равна сумме квадратов значений квадратурных компонентов; и передачу обучающей последовательности.43. A computer-readable storage medium that stores instructions for transmitting a training communication sequence, instructions comprising: generating a training sequence in a quadrature modulated transmitter, the training sequence representing a plurality of at least three characters, each character representing a complex value having a value the in-phase component and the value of the quadrature component, while the sum of the squared values of the in-phase components is equal to the sum of the squared eny quadrature components; and transmission of the training sequence. 44. Машиночитаемый носитель информации, на котором хранятся инструкции для расчета несмещенной оценки канала, инструкции, содержащие: прием обучающей последовательности в приемнике с квадратурной демодуляцией, причем обучающая последовательность представляет множество из по меньшей мере трех символов, причем каждый символ представляет комплексное значение, имеющее значение синфазного компонента и значение квадратурного компонента, при этом сумма квадратов значений синфазных компонентов равна сумме квадратов значений квадратурных компонентов; и получение оценки канала на основе принимаемой обучающей последовательности.44. A computer-readable storage medium that stores instructions for calculating an unbiased channel estimate, instructions comprising: receiving a training sequence in a quadrature demodulation receiver, the training sequence representing a plurality of at least three characters, each character representing a complex value having a value the in-phase component and the value of the quadrature component, the sum of the squares of the values of the in-phase components is equal to the sum of the squares of the values of the quadrature Components; and obtaining a channel estimate based on the received training sequence. 45. Устройство для передачи несмещенной обучающей последовательности связи, содержащее: средство генерирования для генерирования обучающей последовательности, представляющей множество из по меньшей мере трех символов, причем каждый символ представляет комплексное значение, имеющее значение синфазного компонента и значение квадратурного компонента, при этом сумма квадратов значений синфазных компонентов равна сумме квадратов значений квадратурных компонентов; и средство передачи для передачи обучающей последовательности.45. An apparatus for transmitting an unbiased training communication sequence, comprising: generating means for generating a training sequence representing a plurality of at least three characters, each character representing a complex value having a common-mode component value and a quadrature component value, wherein the sum of the squares of the common-mode values components equal to the sum of the squared values of the quadrature components; and transmission means for transmitting the training sequence. 46. Устройство по п.45, в котором средство передачи включает в себя: средство для передачи обучающей информации во временной области через тракт синфазной (I) модуляции, имеющей накопленную мощность, равную сумме квадратов значений синфазных компонентов; и средство для передачи обучающей информации во временной области через тракт квадратурной (Q) модуляции, имеющей накопленную мощность, равную сумме квадратов значений квадратурных компонентов.46. The device according to item 45, in which the transmission means includes: means for transmitting training information in the time domain through the common-mode (I) modulation path having an accumulated power equal to the sum of the squares of the common-mode components; and means for transmitting training information in the time domain through a quadrature (Q) modulation path having an accumulated power equal to the sum of the squares of the values of the quadrature components. 47. Устройство по п.45, в котором средство генерирования содержит средство для генерирования первой обучающей последовательности, содержащей множество из по меньшей мере трех опорных символов, причем каждый символ представляет опорное комплексное значение, и средство для генерирования второй обучающей последовательности, содержащей множество из по меньшей мере трех соответствующих зеркальных символов, причем каждый соответствующий зеркальный символ представляет соответствующее зеркальное комплексное значение, причем средство для передачи содержит средство для передачи первой обучающей последовательности на частоте +f и средство для передачи второй обучающей последовательности на частоте -f и при этом произведение каждого опорного комплексного значения и соответствующего зеркального комплексного значения равно нулю.47. The apparatus of claim 45, wherein the generating means comprises means for generating a first training sequence comprising a plurality of at least three reference symbols, each symbol representing a complex reference value, and means for generating a second training sequence comprising a plurality of at least three corresponding mirror symbols, each corresponding mirror symbol representing a corresponding mirror complex value, the means for The transmission contains means for transmitting the first training sequence at a frequency of + f and means for transmitting a second training sequence at a frequency of -f, while the product of each reference complex value and the corresponding mirror complex value is zero. 48. Устройство по п.45, в котором средство генерирования содержит средство для генерирования первой обучающей последовательности, содержащей множество из по меньшей мере трех опорных символов, причем каждый символ представляет опорное комплексное значение, и средство для генерирования второй обучающей последовательности, содержащей множество из по меньшей мере трех соответствующих зеркальных символов, причем каждый соответствующий зеркальный символ представляет соответствующее зеркальное комплексное значение, причем средство передачи содержит средство для передачи первой обучающей последовательности на частоте +f и средство для передачи второй обучающей последовательности на частоте -f и при этом сумма произведений опорных комплексных значений и соответствующих зеркальных комплексных значений равна нулю.48. The apparatus of claim 45, wherein the generating means comprises means for generating a first training sequence comprising a plurality of at least three reference symbols, each symbol representing a complex reference value, and means for generating a second training sequence comprising a plurality of at least three corresponding mirror symbols, each corresponding mirror symbol representing a corresponding mirror complex value, chi comprises means for transmitting a first training sequence at frequency + f and means for transmitting the second training sequence in the frequency -f, and wherein the sum of products of complex values and the reference mirror corresponding complex values is zero. 49. Устройство по п.48, в котором каждый опорный символ отличается от соседних опорных символов.49. The device according to p, in which each reference symbol is different from neighboring reference symbols. 50. Устройство по п.48, в котором каждый опорный символ является таким же, как соседние опорные символы.50. The device according to p, in which each reference symbol is the same as adjacent reference symbols. 51. Устройство по п.45, в котором средство генерирования содержит средство для генерирования квадратурно-модулированных данных коммуникации и в котором средство передачи содержит средство для передачи квадратурно-модулированных данных коммуникации после передачи обучающей последовательности.51. The apparatus of claim 45, wherein the generating means comprises means for generating quadrature modulated communication data and wherein the transmission means comprises means for transmitting quadrature modulated communication data after transmitting the training sequence. 52. Устройство по п.45, в котором обучающая последовательность имеет нечетное число символов.52. The device according to item 45, in which the training sequence has an odd number of characters. 53. Устройство по п.45, в котором обучающая последовательность содержит первое множество первых символов, при этом каждый из множества первых символов являются одинаковами, и второе множество вторых символов, при этом каждый из множества вторых символов являются одинаковыми и при этом первые символы отличаются от вторых символов.53. The device according to item 45, in which the training sequence contains the first plurality of first characters, each of the plurality of first characters are the same, and the second plurality of second characters, each of the plurality of second characters are the same and the first characters are different from second characters. 54. Устройство по п.45, в котором обучающая последовательность содержит первый символ, имеющий первую мощность, и второй символ, имеющий вторую мощность, при этом первая мощность и вторая мощность являются различными.54. The device according to item 45, in which the training sequence contains a first character having a first power, and a second character having a second power, while the first power and second power are different. 55. Устройство для расчета оценки канала, содержащее: средство приема для приема обучающей последовательности, представляющей множество из по меньшей мере трех символов, причем каждый символ представляет комплексное значение, имеющее значение синфазного компонента и значение квадратурного компонента, при этом сумма квадратов значений синфазных компонентов равна сумме квадратов значений квадратурных компонентов; и средство получения для получения оценки канала на основе принимаемой обучающей последовательности.55. An apparatus for calculating a channel estimate, comprising: reception means for receiving a training sequence representing a plurality of at least three characters, each symbol representing a complex value having a common-mode component value and a quadrature component value, wherein the sum of the squares of the common-mode components is the sum of the squares of the values of the quadrature components; and acquisition means for obtaining a channel estimate based on the received training sequence. 56. Устройство по п.55, в котором средство приема включает в себя: средство для приема обучающей информации через тракт синфазной (I) демодуляции во временной области, имеющей накопленную мощность, равную сумме квадратов значений синфазных компонентов; и
средство для приема обучающей информации через тракт квадратурной (Q) демодуляции во временной области, имеющей накопленную мощность, равную сумме квадратов значений квадратурных компонентов.
56. The device according to item 55, in which the receiving means includes: means for receiving training information through the common-mode (I) demodulation path in the time domain having an accumulated power equal to the sum of the squares of the values of the common-mode components; and
means for receiving training information through a quadrature (Q) demodulation path in a time domain having an accumulated power equal to the sum of the squares of the values of the quadrature components.
57. Устройство по п.55, в котором средство приема содержит средство для приема первой обучающей последовательности, содержащей множество из по меньшей мере трех опорных символов на частоте +f, причем каждый символ представляет опорное комплексное значение, и средство для приема второй обучающей последовательности, содержащей множество из по меньшей мере трех соответствующих зеркальных символов на частоте -f, причем каждый соответствующий зеркальный символ представляет соответствующее зеркальное комплексное значение, при этом произведение каждого опорного комплексного значения и соответствующего зеркального комплексного значения равно нулю.57. The apparatus of claim 55, wherein the reception means comprises means for receiving a first training sequence comprising a plurality of at least three reference symbols at a frequency + f, each symbol representing a reference complex value, and means for receiving a second training sequence, comprising a plurality of at least three corresponding mirror symbols at a frequency of -f, each corresponding mirror symbol representing a corresponding mirror complex value, wherein e each reference integrated value and the respective complex value mirror is zero. 58. Устройство по п.55, в котором средство приема содержит средство для приема первой обучающей последовательности, содержащей множество из по меньшей мере трех опорных символов на частоте +f, причем каждый символ представляет опорное комплексное значение, и средство для приема второй обучающей последовательности, содержащей множество из по меньшей мере трех соответствующих зеркальных символов на частоте -f, причем каждый соответствующий зеркальный символ представляет соответствующее зеркальное комплексное значение, при этом сумма произведений опорных комплексных значений и соответствующих зеркальных комплексных значений равна нулю.58. The device according to § 55, in which the reception means comprises means for receiving a first training sequence comprising a plurality of at least three reference symbols at a frequency + f, each symbol representing a reference complex value, and means for receiving a second training sequence, comprising a plurality of at least three corresponding mirror symbols at a frequency of -f, each corresponding mirror symbol representing a corresponding mirror complex value, the sum of The knowledge of the reference complex values and the corresponding mirror complex values is zero. 59. Устройство по п.58, в котором каждый опорный символ отличается от соседних опорных символов.59. The device according to § 58, in which each reference symbol is different from neighboring reference symbols. 60. Устройство по п.58, в котором каждый опорный символ является таким же, как соседние опорные символы.60. The device according to § 58, in which each reference symbol is the same as adjacent reference symbols. 61. Устройство по п.55, в котором средство приема содержит средство для приема квадратурно-модулированных символов данных коммуникации и в котором средство для получения содержит средство для извлечения передаваемого символа (х) для каждого символа данных коммуникации на основе оценки канала.61. The device according to § 55, in which the receiving means comprises means for receiving quadrature modulated symbols of communication data and in which the means for receiving comprises means for extracting a transmitted symbol (x) for each symbol of communication data based on a channel estimate. 62. Устройство по п.55, в котором средство приема содержит средство для приема квадратурно-модулированных символов данных коммуникации и средство получения содержит средства для генерирования обработанного символа (ус) для каждого символа данных коммуникации и средство для умножения каждого обработанного символа на оценку канала для извлечения передаваемого символа (х).62. The device according to item 55, in which the receiving means comprises means for receiving quadrature modulated symbols of communication data and the receiving means comprises means for generating a processed symbol ( s ) for each symbol of communication data and means for multiplying each processed symbol by a channel estimate to extract the transmitted character (x). 63. Устройство по п.55, в котором обучающая последовательность имеет нечетное число символов.63. The device according to § 55, in which the training sequence has an odd number of characters. 64. Устройство по п.55, в котором обучающая последовательность содержит первое множество первых символов, при этом каждый из множества первых символов являются одинаковыми, и второе множество вторых символов, при этом каждый из множества вторых символов являются одинаковыми и при этом первые символы отличаются от вторых символов.64. The apparatus of claim 55, wherein the training sequence comprises a first plurality of first characters, each of a plurality of first characters being the same, and a second plurality of second characters, each of a plurality of second characters being the same and the first characters being different second characters. 65. Устройство по п.55, в котором обучающая последовательность содержит первый символ, имеющий первую мощность, и второй символ, имеющий вторую мощность, при этом первая мощность и вторая мощность являются различными.65. The apparatus of claim 55, wherein the training sequence comprises a first symbol having a first power and a second symbol having a second power, wherein the first power and second power are different. 66. Устройство обработки для передачи обучающей последовательности, содержащее: модуль генерирования, сконфигурированный для генерирования обучающей последовательности, представляющей множество из по меньшей мере трех символов, причем каждый символ представляет комплексное значение, имеющее значение синфазного компонента и значение квадратурного компонента, при этом сумма квадратов значений синфазных компонентов равна сумме квадратов значений квадратурных компонентов.66. A processing device for transmitting a training sequence, comprising: a generating module configured to generate a training sequence representing a plurality of at least three characters, each character representing a complex value having a common-mode component value and a quadrature component value, wherein the sum of the squared values in-phase components is equal to the sum of the squared values of the quadrature components. 67. Устройство обработки для расчета оценки канала, содержащее:
модуль приемника, сконфигурированный для приема обучающей последовательности, представляющей множество из по меньшей мере трех символов, причем каждый символ представляет комплексное значение, имеющее значение синфазного компонента и значение квадратурного компонента, при этом сумма квадратов значений синфазных компонентов равна сумме квадратов значений квадратурных компонентов; и модуль получения, сконфигурированный для оценки канала на основе принимаемой обучающей последовательности.
67. A processing device for calculating a channel estimate, comprising:
a receiver module configured to receive a training sequence representing a plurality of at least three characters, each symbol representing a complex value having a common-mode component value and a quadrature component value, wherein the sum of the squares of the common-mode components is equal to the sum of the squares of the values of the quadrature components; and a acquisition module configured to estimate the channel based on the received training sequence.
68. Способ для расчета несмещенной оценки канала, содержащий этапы, на которых: принимают несмещенную обучающую последовательность в приемнике квадратурной демодуляции, причем несмещенная обучающая последовательность включает в себя предопределенные опорные сигналы (р), представляющие однородную накопленную мощность, равномерно распределенную в комплексной плоскости; обрабатывают несмещенную обучающую последовательность, генерируя последовательность обработанных символов (y), представляющих информацию комплексной плоскости в несмещенной обучающей последовательности; умножают каждый обработанный символ (y) на сопряженную величину соответствующего опорного сигнала (р*) и получают несмещенную оценку канала (hu), при этом прием несмещенной обучающей последовательности включает в себя прием несмещенной обучающей последовательности с множеством одновременно принятых предопределенных опорных сигналов (pn); причем генерирование обработанного символа (y) включает в себя генерирование множества обработанных символов (yn) из соответствующего множества опорных сигналов; причем умножение обработанного символа (у) на сопряженную величину опорного сигнала (р*) включает в себя умножение каждого обработанного символа на его соответствующую сопряженную величину опорного сигнала и причем получение оценки канала включает в себя: получение множества оценок (hun) канала и усреднение оценки (hun) канала для каждого значения n.68. A method for calculating an unbiased channel estimate, comprising the steps of: receiving an unbiased training sequence in a quadrature demodulation receiver, the unbiased training sequence including predetermined reference signals (p) representing a uniform stored power uniformly distributed in a complex plane; processing an unbiased training sequence, generating a sequence of processed symbols (y) representing complex plane information in an unbiased training sequence; multiply each processed symbol (y) by the conjugate value of the corresponding reference signal (p *) and obtain an unbiased channel estimate (h u ), while receiving an unbiased training sequence includes receiving an unbiased training sequence with many simultaneously received predetermined reference signals (p n ); wherein generating the processed symbol (y) includes generating a plurality of processed symbols (y n ) from the corresponding plurality of reference signals; moreover, the multiplication of the processed symbol (y) by the conjugate value of the reference signal (p *) includes the multiplication of each processed symbol by its corresponding conjugate value of the reference signal, and obtaining a channel estimate includes: obtaining a plurality of channel estimates (h un ) and averaging (h un ) channel for each value of n. 69. Система для расчета несмещенной оценки канала, содержащая: приемник, сконфигурированный для приема несмещенной обучающей последовательности, причем несмещенная обучающая последовательность включает в себя предопределенные опорные сигналы (р), представляющие однородную накопленную мощность, равномерно распределенную в комплексной плоскости; процессор, сконфигурированный для обработки несмещенной обучающей последовательности, генерирующий последовательность обработанных символов (y), представляющих информацию комплексной плоскости в несмещенной обучающей последовательности; умножитель, сконфигурированный для умножения каждого обработанного символа (y) на сопряженную величину соответствующего опорного сигнала (р*) и средство получения, сконфигурированное для получения несмещенной оценки канала (hu), при этом приемник сконфигурирован для приема несмещенной обучающей последовательности посредством приема несмещенной обучающей последовательности с множеством одновременно принятых предопределенных опорных сигналов (pn); причем процессор сконфигурирован для генерирования обработанного символа (y) посредством генерирования множества обработанных символов (yn) из соответствующего множества опорных сигналов; причем умножитель сконфигурирован для умножения обработанного символа (y) на сопряженную величину опорного сигнала (р*) посредством умножения каждого обработанного символа на его соответствующую сопряженную величину опорного сигнала и причем средство получения сконфигурировано для получения оценки канала посредством: получения множества оценок (hun) канала и усреднения оценки (hun) канала для каждого значения n.69. A system for calculating an unbiased channel estimate, comprising: a receiver configured to receive an unbiased training sequence, wherein the unbiased training sequence includes predetermined reference signals (p) representing a uniform stored power uniformly distributed in a complex plane; a processor configured to process an unbiased training sequence generating a sequence of processed symbols (y) representing complex plane information in an unbiased training sequence; a multiplier configured to multiply each processed symbol (y) by the conjugate value of the corresponding reference signal (p *) and receiving means configured to obtain an unbiased channel estimate (h u ), while the receiver is configured to receive an unbiased training sequence by receiving an unbiased training sequence with a plurality of simultaneously received predetermined reference signals (p n ); wherein the processor is configured to generate a processed symbol (y) by generating a plurality of processed symbols (y n ) from a corresponding plurality of reference signals; wherein the multiplier is configured to multiply the processed symbol (y) by the conjugate value of the reference signal (p *) by multiplying each processed symbol by its corresponding conjugate value of the reference signal, and the obtaining means is configured to obtain a channel estimate by: obtaining a plurality of channel estimates (h un ) and averaging the channel estimate (h un ) for each value of n. 70. Машиночитаемый носитель информации, на котором хранятся инструкции для передачи обучающей последовательности связи, инструкции, содержащие: прием несмещенной обучающей последовательности в приемнике квадратурной демодуляции, причем несмещенная обучающая последовательность включает в себя предопределенные опорные сигналы (р), представляющие однородную накопленную мощность, равномерно распределенную в комплексной плоскости; обработку несмещенной обучающей последовательности, генерируя последовательность обработанных символов (y), представляющих информацию комплексной плоскости в несмещенной обучающей последовательности; умножение каждого обработанного символа (y) на сопряженную величину соответствующего опорного сигнала (р*) и получение несмещенной оценки канала (hu), при этом прием несмещенной обучающей последовательности включает в себя прием несмещенной обучающей последовательности с множеством одновременно принятых предопределенных опорных сигналов (pn); причем генерирование обработанного символа (у) включает в себя генерирование множества обработанных символов (yn) из соответствующего множества опорных сигналов; причем умножение обработанного символа (у) на сопряженную величину опорного сигнала (р*) включает в себя умножение каждого обработанного символа на его соответствующую сопряженную величину опорного сигнала и причем получение оценки канала включает в себя: получение множества оценок (hun) канала и усреднение оценки (hun) канала для каждого значения n.70. A computer-readable storage medium that stores instructions for transmitting a training communication sequence, instructions comprising: receiving an unbiased training sequence in a quadrature demodulation receiver, wherein the unbiased training sequence includes predetermined reference signals (p) representing a uniform stored power uniformly distributed in the complex plane; processing an unbiased training sequence, generating a sequence of processed characters (y) representing complex plane information in an unbiased training sequence; multiplying each processed symbol (y) by the conjugate value of the corresponding reference signal (p *) and obtaining an unbiased channel estimate (h u ), while receiving an unbiased training sequence includes receiving an unbiased training sequence with many simultaneously received predetermined reference signals (p n ); wherein generating the processed symbol (y) includes generating a plurality of processed symbols (y n ) from the corresponding plurality of reference signals; moreover, the multiplication of the processed symbol (y) by the conjugate value of the reference signal (p *) includes the multiplication of each processed symbol by its corresponding conjugate value of the reference signal, and obtaining a channel estimate includes: obtaining a plurality of channel estimates (h un ) and averaging (h un ) channel for each value of n. 71. Система для расчета несмещенной оценки канала, содержащая: средство для приема несмещенной обучающей последовательности, причем несмещенная обучающая последовательность включает в себя предопределенные опорные сигналы (р), представляющие однородную накопленную мощность, равномерно распределенную в комплексной плоскости; средство для обработки несмещенной обучающей последовательности, генерирующее последовательность обработанных символов (y), представляющих информацию комплексной плоскости в несмещенной обучающей последовательности; средство для умножения каждого обработанного символа (y) на сопряженную величину соответствующего опорного сигнала (р*) и средство для получения несмещенной оценки канала (hu), при этом средство для приема содержит средство для приема несмещенной обучающей последовательности с множеством одновременно принятых предопределенных опорных сигналов (pn); причем средство для обработки содержит средство для генерирования множества обработанных символов (yn) из соответствующего множества опорных сигналов; причем средство для умножения содержит средство для умножения обработанного символа (y) на сопряженную величину опорного сигнала (р*) посредством умножения каждого обработанного символа на его соответствующую сопряженную величину опорного сигнала и причем средство для получения содержит: средство для получения множества оценок (hun) канала и средство для усреднения оценки (hun) канала для каждого значения n. 71. A system for calculating an unbiased channel estimate, comprising: means for receiving an unbiased training sequence, wherein the unbiased training sequence includes predetermined reference signals (p) representing a uniform stored power uniformly distributed in a complex plane; means for processing an unbiased training sequence generating a sequence of processed symbols (y) representing complex plane information in an unbiased training sequence; means for multiplying each processed symbol (y) by the conjugate value of the corresponding reference signal (p *) and means for obtaining an unbiased channel estimate (h u ), while the means for receiving comprises means for receiving an unbiased training sequence with a plurality of simultaneously received predetermined reference signals (p n ); wherein the processing means comprises means for generating a plurality of processed symbols (y n ) from the corresponding plurality of reference signals; moreover, the means for multiplying comprises means for multiplying the processed symbol (y) by the conjugate value of the reference signal (p *) by multiplying each processed symbol by its corresponding conjugate value of the reference signal and the means for obtaining comprises: means for obtaining a plurality of estimates (h un ) channel and means for averaging estimates (h un ) of the channel for each value of n.
RU2009137384/08A 2007-03-09 2008-03-07 Reducing quadrature imbalance using unbiased training sequences RU2458474C2 (en)

Applications Claiming Priority (7)

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
US11/755,719 US8290083B2 (en) 2007-03-09 2007-05-30 Quadrature imbalance mitigation using unbiased training sequences
US11/755,719 2007-05-30
US11/853,808 2007-09-11
US11/853,809 US8081695B2 (en) 2007-03-09 2007-09-11 Channel estimation using frequency smoothing
US11/853,809 2007-09-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009137384A RU2009137384A (en) 2011-04-20
RU2458474C2 true RU2458474C2 (en) 2012-08-10

Family

ID=44050898

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009137387/08A RU2451413C2 (en) 2007-03-09 2008-03-07 Quadrature modulation rotating training sequence
RU2009137384/08A RU2458474C2 (en) 2007-03-09 2008-03-07 Reducing quadrature imbalance using unbiased training sequences

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009137387/08A RU2451413C2 (en) 2007-03-09 2008-03-07 Quadrature modulation rotating training sequence

Country Status (1)

Country Link
RU (2) RU2451413C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2526760C1 (en) * 2013-05-14 2014-08-27 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method of generating quadrature amplitude shift keying signals

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2125344C1 (en) * 1990-06-25 1999-01-20 Квэлкомм Инкорпорейтед System and method for modulating data signals in cellular telephone communication system with coded multiple-access sharing
RU2154897C2 (en) * 1995-04-03 2000-08-20 Матсусита Электрик Индастриал Ко., Лтд. Data transmission system, data recording and reproducing device, and record medium using data representation format based on error-correction code
WO2004025918A1 (en) * 2002-09-09 2004-03-25 Infineon Technologies Ag Preamble for estimation and equalisation of asymmetries between in phase and quadrature branches in multi-carrier transmission systems
RU2235435C2 (en) * 1999-06-24 2004-08-27 Айбиквити Диджитал Корпорейшн Method for evaluating signal-to-noise ratios of digital carriers in broadcast transmission system for digital audio signals compatible with amplitude-modulated signals

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0206203B1 (en) * 1985-06-21 1994-03-30 Hitachi, Ltd. Recording and reproducing apparatus using a modulator/demodulator for Offset Quadrature Differential Phase-Shift Keying
JPS63238748A (en) * 1986-05-13 1988-10-04 Fumio Ikegami Digital communicating system
US5960040A (en) * 1996-12-05 1999-09-28 Raytheon Company Communication signal processors and methods

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2125344C1 (en) * 1990-06-25 1999-01-20 Квэлкомм Инкорпорейтед System and method for modulating data signals in cellular telephone communication system with coded multiple-access sharing
RU2154897C2 (en) * 1995-04-03 2000-08-20 Матсусита Электрик Индастриал Ко., Лтд. Data transmission system, data recording and reproducing device, and record medium using data representation format based on error-correction code
RU2235435C2 (en) * 1999-06-24 2004-08-27 Айбиквити Диджитал Корпорейшн Method for evaluating signal-to-noise ratios of digital carriers in broadcast transmission system for digital audio signals compatible with amplitude-modulated signals
WO2004025918A1 (en) * 2002-09-09 2004-03-25 Infineon Technologies Ag Preamble for estimation and equalisation of asymmetries between in phase and quadrature branches in multi-carrier transmission systems

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2526760C1 (en) * 2013-05-14 2014-08-27 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method of generating quadrature amplitude shift keying signals

Also Published As

Publication number Publication date
RU2451413C2 (en) 2012-05-20
RU2009137384A (en) 2011-04-20
RU2009137387A (en) 2011-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8526543B2 (en) Quadrature imbalance estimation using unbiased training sequences
US8081695B2 (en) Channel estimation using frequency smoothing
US8290083B2 (en) Quadrature imbalance mitigation using unbiased training sequences
US8428175B2 (en) Quadrature modulation rotating training sequence
KR101098686B1 (en) Quadrature imbalance estimation using unbiased training sequences
KR101109797B1 (en) Quadrature imbalance mitigation using unbiased training sequences
RU2458474C2 (en) Reducing quadrature imbalance using unbiased training sequences
RU2438261C2 (en) Quadrature imbalance estimation using unbiased training sequences
Arslan Suppression of Interference due to IQ Modulators in OFDM (A) Based Communication Systems

Legal Events

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

Effective date: 20170308