WO2004025916A1 - Iterative estimation and equalisation of asymmetries between inphase and quadrature branches in multi-carrier transmission systems - Google Patents

Iterative estimation and equalisation of asymmetries between inphase and quadrature branches in multi-carrier transmission systems Download PDF

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WO2004025916A1
WO2004025916A1 PCT/DE2003/002849 DE0302849W WO2004025916A1 WO 2004025916 A1 WO2004025916 A1 WO 2004025916A1 DE 0302849 W DE0302849 W DE 0302849W WO 2004025916 A1 WO2004025916 A1 WO 2004025916A1
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WO
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channel
data symbols
new
distortion parameters
received data
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PCT/DE2003/002849
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Lars BRÖTJE
Karl-Dirk Kammeyer
Volker Kühn
Sven Vogeler
Original Assignee
Infineon Technologies Ag
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Publication date
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
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    • H04L27/36—Modulator circuits; Transmitter circuits
    • H04L27/362—Modulation using more than one carrier, e.g. with quadrature carriers, separately amplitude modulated
    • H04L27/364—Arrangements for overcoming imperfections in the modulator, e.g. quadrature error or unbalanced I and Q levels
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    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
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    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/0014—Carrier regulation
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    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/0014—Carrier regulation
    • H04L2027/0024—Carrier regulation at the receiver end

Definitions

  • the present invention relates to a method for estimating and correcting the distortion of radio signals caused by transmitter or receiver IQ asymmetries and by channel distortion, which are transmitted in a multicarrier transmission method, and an apparatus for carrying out the method.
  • DVB-S Digital Video Broadcasting
  • DVD-C digital transmission systems for cable
  • DVD-T terrestrial digital radio transmission
  • OFDM transmission method orthogonal freguency division multiplexing
  • Another important area of application of the OFDM transmission method is high-speed wireless data transmission networks such as LAN (Wireless Local Area Network), in particular the transmission methods specified in the standards IEEE802.11a and 11g and HIPERLAN / 2.
  • LAN Wireless Local Area Network
  • the OFDM transmission method is a multicarrier transmission method in which the data stream is divided into a number of parallel (orthogonal) subcarriers, each of which is modulated with a correspondingly low data rate. As shown in Fig. 1, are on the Frequency scale within a transmission bandwidth K (sub)
  • Carrier frequencies arranged at an equidistant distance from each other.
  • the carrier frequencies are on both sides and symmetrical to a center frequency f c .
  • an OFDM symbol results from the superposition of all K carrier frequencies.
  • the data transmission takes place in the form of frames or bursts, one frame containing a constant number of OFDM symbols.
  • OFDM radio signals can be received and demodulated using conventional reception concepts, which are based on the principle of heterodyne reception with subsequent digital quadrature mixing. Mainly for reasons of lower power consumption and the avoidance of external filters for image frequency suppression, however, increasingly advanced reception concepts are preferred, in which direct mixing methods are used.
  • direct-mixing receiver concepts the radio signal received and amplified via an antenna is split into an in-phase (I) and a quadrature (Q) branch and mixed in both branches with the output frequency of a local oscillator, the oscillator frequencies fed to the mixers being controlled by a phase shifter are mutually displaced by 90 °.
  • Quadrature demodulation for the recovery of the information-carrying baseband signals in this reception concept is carried out in analog circuit technology.
  • IQ asymmetries or IQ distortions, ie amplitude and phase asymmetries between the quadrature components.
  • the real and imaginary parts of the complex baseband signal are not exactly 90 ° out of phase with each other and also occur Amplitude deviations between the I and Q branches.
  • Such IQ asymmetries can occur in both the transmitter and the receiver. In the receiver, the IQ asymmetries in the case of OFDM-based transmission systems in the frequency domain, i.e.
  • each data symbol transmitted on the subcarrier n generates a signal contribution on the subcarrier with the index -n (image frequency) due to the IQ asymmetry added in the time domain.
  • the superimposition leads to distortions of the useful signals at positions n and -n.
  • Circuit arrangements of the two methods shown have a relatively large number of function blocks and are therefore characterized by a high level of implementation effort.
  • Another method is known from WO 02/056523, with which IQ asymmetries on the transmitter and receiver side can be eliminated. This method is based on the fact that compensation signals corresponding to the IQ errors are generated and used for the compensation.
  • the present invention relates to methods for estimating and correcting the distortion of radio signals caused by transmitter or receiver IQ asymmetries and by channel distortion, which are transmitted in a multi-carrier transmission method in the form of frames or bursts.
  • the method can be used in all areas in which multicarrier
  • Transmission methods can be used, for example in the area of wireless data transmission networks (WLAN) or in the area of digital terrestrial video or audio signal transmission.
  • a known multi-carrier transmission method is, for example, the OFDM method already described above.
  • the spectrum of the multicarrier transmission method contains and to subcarriers Subcarriers arranged spectrally with respect to a center frequency f c .
  • the frames each contain a number of symbols, each of which is composed of the data symbols d n sent on the subcarriers.
  • the distortion relevant to the invention consists in interference between subcarriers which are mirror-symmetrical on both sides of the center frequency of the multicarrier spectrum. This distortion is mainly caused by transmitter and receiver IQ asymmetries. Furthermore, the multipath propagation of the radio channel leads to linear distortions of the subcarrier under consideration.
  • the total distortion composed of the IQ distortion and the channel distortion can be modeled using the following equation:
  • d (i) are the distorted symbols received on subcarrier n at time i
  • d n (i) the undistorted transmitted symbols
  • a ⁇ x forms the transmitter-side IQ distortion matrix
  • C contains the channel coefficients one Multi-way channel.
  • the invention is based on the fact that either the transmitter-side or the receiver-side IQ asymmetry is already known. If one of the IQ distortion matrices ⁇ A or A ⁇ x ) is already known, then the coefficients of the other IQ distortion matrix and the channel coefficients C can be iteratively estimated and at the same time the received symbols can be equalized and decided.
  • the received multicarrier is processed in blocks. Data symbols (e.g. OFDM symbols).
  • a data block consisting of a group of OFDM symbols is thus processed in each iteration loop and the channel coefficients and IQ distortion parameters determined at the end of the iteration run are applied to this group of data symbols.
  • This group of data symbols hereinafter referred to as a data block, can be a subset of the frame or burst. However, depending on the definition of the burst length in the respective standard, it is also conceivable that the data block corresponds to the frame.
  • a first method according to the invention for estimating and correcting the IQ asymmetry on the transmitter side can be carried out.
  • the received data symbols of a first data block are equalized with the channel coefficients determined from the previous data block.
  • the data symbols in a method step b. equalized with the IQ distortion parameters determined from a previous data block.
  • the data symbols rectified in this way are then processed in a method step c. subjected to a symbol decision process.
  • the reference symbols provided by the symbol decision process and the received data symbols are provided for a channel estimation to generate new channel coefficients.
  • the new IQ distortion parameters are estimated.
  • the data block of received data symbols referred to as the first data block is, by definition, any data block of the radio signal transmission.
  • the designation of the first data block is only used for linguistic identification and differentiation from the second data block that follows in time.
  • the actually first data block of the radio transmission is referred to here as the initialization data block.
  • the method according to the invention cannot initially be carried out in the same way as with all subsequent data blocks, since a previous data block does not yet exist.
  • the received data symbols contained in the initialization data block can be carried out in method steps a. and b. are equalized in such a way that a channel estimation is carried out on the basis of pilot signals as are usually contained in a preamble of the corresponding data burst, that of the
  • Initialization data block listened.
  • the received data symbols are in step a. with those from the Channel estimate equalized channel coefficients determined and in method step b. the IQ distortion parameters are set to zero.
  • step f. with the in process steps d. and e. determined new channel coefficients and new IQ
  • Distortion parameters the process steps a. to e. are repeated for the received data symbols of the first data block.
  • This iteration step and further iteration steps for updating the channel coefficients and the IQ distortion parameters can thus optionally be carried out on the basis of the first data block or the data blocks which follow in time.
  • Channel coefficients and IQ distortion parameters can optionally be followed by further iteration steps, in each of which the method steps a. to e. be run through. After the end of the last intended iteration step, the received data symbols are equalized with the channel coefficients and IQ distortion parameters last updated, the Subjected symbol decision process and the decided data symbols delivered to a next processing unit of the recipient.
  • the new channel coefficients are generated in that the channel coefficients determined from a channel estimate on the basis of the reference symbols supplied by the symbol decision process and the received data symbols are weighted averaged with the old values of
  • Channel coefficients are subjected so that on the basis of these averaged channel coefficients, the reference symbols and the received data symbols in method step e. the IQ error according to Eq. (2.2) can be estimated again (IQ tracking or IQ tracking).
  • the new IQ distortion parameters are generated by averaging the IQ distortion parameters determined on the basis of the new channel coefficients determined in the channel estimation, the reference symbols and the received data symbols using the IQ distortion parameters determined in one or more previous iteration steps.
  • IQ predistortion of the reference symbols provided by the symbol decision process is carried out on the basis of the updated IQ distortion parameters. This IQ predistortion of the reference symbols can significantly reduce the estimation error due to the IQ distortion.
  • a second method according to the invention is used to estimate and correct the receiver-side IQ asymmetry. Again starting from Eq. In this case (1) it is assumed that the transmitter-side IQ distortion matrix (A ⁇ x ) has already been estimated and corrected beforehand by suitable measures. With the approximation a x , a TM 1 and d with knowledge of the channel coefficients C n , C_ n , the remaining variables of the IQ distortion matrix A 1 ⁇ can be passed through
  • a second method according to the invention for estimating and correcting the IQ asymmetry on the receiver side can be carried out.
  • this second method according to the invention in its most general form, a. the received data symbols of a first data block are equalized with the IQ distortion parameters determined from a previous data block. Then the data symbols in a method step b. provided for a channel estimate for generating new channel coefficients and then in a method step c. equalized with the determined channel coefficients. The data symbols equalized in this way are then processed in a method step d. subjected to a symbol decision process. Then in a process step e. on the basis of the reference symbols supplied by the symbol decision process and the channel coefficients provided by the channel estimate, an IQ estimate is carried out and the determined IQ distortion parameters are supplied to the IQ correction circuit.
  • Fig. 2 shows a receiver-side block circuit arrangement for
  • Fig. 3 shows a receiver-side block circuit arrangement for
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 2 and the variables used therein relate to the case of estimating and correcting an IQ asymmetry on the transmitter side, both channel coefficients C n , C_ n being used to determine the IQ distortion parameters b ⁇ X and b TM also the transmitted symbols d n (i) or d. n (i) are required (see Eq. (2.2)).
  • Received data symbols d ⁇ , d n are fed to the device contained in a receiver and shown in FIG. 2, the data symbols being contained in data blocks.
  • Several data blocks form a frame, each frame having preamble symbols d ⁇ '.
  • the data symbols which in the exemplary embodiment are represented by OFDM
  • Symbols are formed are fed to a channel equalizer 2, in which they are equalized with the channel coefficients C n determined from the previous data block.
  • the equalized data symbols are then fed to an IQ error correction circuit 3, in which an IQ Error correction is carried out with the IQ distortion parameters —b n X, —b_X n determined from the previous data block.
  • the equalized and IQ-corrected data symbols are then fed to a symbol decision maker 4, which has two outputs. After the symbol decision, new reference symbols are available for all subcarriers n / -n, which are delivered to a first output of the symbol decision maker 4.
  • a new channel estimation can be carried out in a carial estimator 6, to which the received data symbols d n are also fed. Previously, those of the
  • Symbol decision maker 4 supplied reference symbols are fed to an IQ predistorter 5, to which the updated IQ distortion parameters —bTX are also fed.
  • the IQ predistortion reduces the estimation error due to the IQ distortion.
  • the channel coefficients calculated in the channel estimator 6 are subjected to a weighted averaging with the old values, so that on the basis of these averaged channel coefficients, the reference symbols and the received values, the IQ errors in an IQ tracking unit 7, to which the received symbols d n are also fed, can be estimated again.
  • the values can be averaged in the time direction to reduce noise
  • a next iteration can then be carried out with the updated values of the channel coefficients and the IQ distortion parameters supplied to the channel equalizer 2 and the IQ correction circuit 3 be performed. This can be carried out using the data block of received OFDM symbols following the current data block. However, it is also possible to improve the estimated values by multiple iterations based on the same received data block.
  • reference data such as, for example, the symbols d ⁇ sent in a preamble, as indicated in FIG.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 3 and the variables used therein relate to the case of the estimation and correction of an IQ asymmetry on the receiver side, with the determination of the IQ distortion parameters £ * and b ⁇ Eq. (3.1) serves as the basis.
  • Received data symbols d ⁇ , d n are fed to the device contained in a receiver and shown in FIG. 3.
  • the data symbols are first fed to an IQ correction circuit 10, in which an IQ correction is carried out on the basis of IQ distortion parameters, as had been determined on the basis of a previous iteration run using an earlier group of data symbols.
  • the IQ-corrected data symbols are then fed to a channel estimator 11 for determining channel coefficients and then in a channel equalizer 12 equalized on the basis of the channel coefficients determined by the channel estimator 11.
  • the channel-equalized receive symbols are then fed to a symbol decision maker 13, in which a
  • the symbol decider 13 has two outputs. After the symbol decision, new reference symbols are available for all subcarriers n / -n, which are delivered to a first output of the symbol decision maker 13.
  • the reference symbols are supplied to an IQ estimator 14, in which, based on the reference symbols and the channel coefficients provided by the channel estimator 11, one
  • Estimation of the IQ distortion parameters is performed.
  • Distortion parameters are supplied to the IQ correction circuit 10, so that a new iteration can be carried out on the basis of the current data block or a next data block.
  • the present invention is generally applicable to those receiver concepts in which the received input signal is branched to an I and Q branch in the analog circuit part of the receiver.
  • the most important application of the invention thus relates to a so-called direct-mixing receiver known per se, as is shown, for example, in Fig. 3.5 of the Schuchert thesis cited at the beginning.
  • the invention can also be applied to an overlay receiver with direct mixing of the second stage, which is also known per se, as shown, for example, in FIG. 3.6 of the thesis mentioned and described in the associated text.
  • Such an overlay receiver with direct mixing second stage is a modification of a heterodyne receiver. gers, in which the second mixer stage is designed as a direct-mixing analog quadrature receiver. Even with such a receiver, the IQ errors described at the outset can occur, which can be estimated and corrected using the method according to the invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Power Engineering (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for estimating and correcting distortions in radio signals, arising as a result of transmitter or receiver-side IQ asymmetries and channel distortion, which can be transmitted in a multi-carrier transmission method in the form of frames or bursts. A known multi-carrier transmission method is, for example, the OFMD method. The distortions arise as a result of transmitter and receiver-side IQ asymmetries. Linear distortions in the observed sub-carrier occur as a result of multi-path extension of the radio channel. The method is based on the idea that either the transmitter or receiver-side IQ asymmetry is already known. If one of the IQ distortion matrices is already known, the coefficients of the respective other IQ distortion matrix and the channel coefficients are iteratively estimated and the received symbols are equalised and decided upon. Block-by block processing of the received multi-carrier data symbol then occurs.

Description

ITERATIVE SCHÄTZUNG UND ENTZERRUNG VON UNSY METRIEN ZWISCHEN INPHASE- UND QUADRATURZWEIG IN MEHRTRÄGER-ÜBERTRAGUNGSSYSTEMEN ITERATIVE ESTIMATION AND EQUALIZATION OF UNSY METRIES BETWEEN INPHASE AND SQUARE BRANCHES IN MULTI-CARRIER TRANSMISSION SYSTEMS
Iterative Schätzung und Entzerrung von Unsymmetrien zwischen Inphase- und Quadraturzweig in Mehrträger-Übertragungs- SystemenIterative estimation and equalization of asymmetries between in-phase and quadrature branches in multicarrier transmission systems
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schätzung und Korrektur der durch sender- oder empfängerseitige IQ-Unsymmetrien und durch KanalVerzerrung hervorgerufenen Verzerrung von Funksignalen, welche in einem Mehrträger-Übertragungsverfahren übertragen werden, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens .The present invention relates to a method for estimating and correcting the distortion of radio signals caused by transmitter or receiver IQ asymmetries and by channel distortion, which are transmitted in a multicarrier transmission method, and an apparatus for carrying out the method.
Innerhalb des europäischen DVB- (Digital Video Broadcasting-) Systems sind digitale Übertragungssysteme für Satellit (DVB- S) , für Kabel (DVB-C) und für terrestrische digitale Rundfunkübertragung (DVB-T) entwickelt und entsprechende Spezifikationen hierfür erarbeitet worden. Aufgrund der auf dem terrestrischen Funkkanal vorhandenen problematischen Übertragungsverhältnisse wurde in der DVB-T-Spezifikation als Übertragungsverfahren das OFDM-Übertragungsverfahren (orthogonal freguency division multiplexing) festgeschrieben, mit welchem den schwierigen Übertragungsverhältnissen wirksam begegnet werden kann.Within the European DVB (Digital Video Broadcasting) system, digital transmission systems for satellite (DVB-S), for cable (DVB-C) and for terrestrial digital radio transmission (DVB-T) have been developed and corresponding specifications have been developed for this. Due to the problematic transmission conditions on the terrestrial radio channel, the OFDM transmission method (orthogonal freguency division multiplexing) was specified in the DVB-T specification as the transmission method, with which the difficult transmission conditions can be effectively countered.
Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet des OFDM- Übertragungsverfahrens bilden hochratige drahtlose Datenübertragungsnetze wie beispielsweise LAN (Wireless Local Area Network) , insbesondere die in den Standards IEEE802.11a und 11g sowie HIPERLAN/2 festgelegten Übertragungsverfahren.Another important area of application of the OFDM transmission method is high-speed wireless data transmission networks such as LAN (Wireless Local Area Network), in particular the transmission methods specified in the standards IEEE802.11a and 11g and HIPERLAN / 2.
Das OFDM-Übertragungsverfahren ist ein Mehrträger-Übertragungsverfahren, bei welchem der Datenstrom auf eine Anzahl paralleler (orthogonaler) Unterträger aufgeteilt wird, welche jeweils mit einer entsprechend niedrigen Datenrate moduliert werden. Wie in der Fig. 1 dargestellt ist, sind auf der Frequenzskala innerhalb einer Übertragungsbandbreite K (Unter-)The OFDM transmission method is a multicarrier transmission method in which the data stream is divided into a number of parallel (orthogonal) subcarriers, each of which is modulated with a correspondingly low data rate. As shown in Fig. 1, are on the Frequency scale within a transmission bandwidth K (sub)
Trägerfrequenzen in äquidistantem Abstand voneinander angeordnet. Die Trägerfrequenzen liegen beidseits und symmetrisch zu einer Mittenfrequenz fc. Im Zeitbereich ergibt sich ein OFDM-Symbol aus der Überlagerung aller K Trägerfrequenzen. Die Datenübertragung erfolgt in Form von Rahmen oder Bursts, wobei ein Rahmen eine gleichbleibende Anzahl von OFDM-Symbolen enthält.Carrier frequencies arranged at an equidistant distance from each other. The carrier frequencies are on both sides and symmetrical to a center frequency f c . In the time domain, an OFDM symbol results from the superposition of all K carrier frequencies. The data transmission takes place in the form of frames or bursts, one frame containing a constant number of OFDM symbols.
Der Empfang und die Demodulation von OFDM-Funksignalen kann durch konventionelle Empfangskonzepte erfolgen, welche auf dem Prinzip des Überlagerungsempfangs mit nachfolgender digitaler Quadraturmischung beruhen. Vornehmlich aus Gründen der geringeren Leistungsaufnahme und der Vermeidung Chipexterner Filter zur Spiegelfrequenz-Unterdrückung werden jedoch zunehmend fortschrittlichere Empfangskonzepte bevorzugt, bei denen direktmischende Verfahren angewandt werden. Bei direktmischenden Empfängerkonzepten wird das über eine Antenne empfangene und verstärkte Funksignal in einen Inphase-(I-) und einen Quadratur- (Q-) Zweig aufgespalten und in beiden Zweigen mit der Ausgangsfrequenz eines Lokaloszillators gemischt, wobei die den Mischern zugeführten Oszillatorfrequenzen durch einen Phasenschieber gegenseitig um 90° verschoben werden. Somit wird dieOFDM radio signals can be received and demodulated using conventional reception concepts, which are based on the principle of heterodyne reception with subsequent digital quadrature mixing. Mainly for reasons of lower power consumption and the avoidance of external filters for image frequency suppression, however, increasingly advanced reception concepts are preferred, in which direct mixing methods are used. In the case of direct-mixing receiver concepts, the radio signal received and amplified via an antenna is split into an in-phase (I) and a quadrature (Q) branch and mixed in both branches with the output frequency of a local oscillator, the oscillator frequencies fed to the mixers being controlled by a phase shifter are mutually displaced by 90 °. Thus the
Quadraturdemodulation zur Rückgewinnung der informationstragenden Basisbandsignale in diesem Empfangskonzept in analoger Schaltungstechnik ausgeführt .Quadrature demodulation for the recovery of the information-carrying baseband signals in this reception concept is carried out in analog circuit technology.
Aufgrund von technologiebedingten Ungenauigkeiten imDue to technology-related inaccuracies in
Herstellungsprozess und Nichtidealitäten der analogen Mischer und Oszillatoren sowie Abweichungen zwischen den Filtern im I- und Q-Zweig kommt es zu sogenannten IQ-Unsymmetrien oder IQ-Verzerrungen, d.h. Amplituden- und Phasenunsymmetrien zwischen den Quadraturkomponenten. Real- und Imaginärteil des komplexen Basisbandsignals sind nicht um exakt 90° gegeneinander phasenverschoben und des Weiteren treten Amplitudenabweichungen zwischen I- und Q-Zweig auf. Dererlei IQ-Unsymmetrien können sowohl im Sender als auch im Empfänger auftreten. Im Empfänger führen die IQ-Unsymmetrien im Falle von OFDM-basierten Übertragungssystemen im Frequenzbereich, also nach der FFT-Transformation (fast fourier transform) im Empfänger zu einer gegenseitigen Interferenz zwischen jeweils zwei Datensymbolen auf den Unterträgern, deren Frequenzen symmetrisch zur Mittenfrequenz fc des OFDM-Spektrums angeordnet sind (im Folgenden durch die Unterträgerindizes n und -n angedeutet) . Jedes auf dem Unterträger n übertragene Datensymbol erzeugt durch die im Zeitbereich zugefügte IQ- Unsymmetrie einen Signalbeitrag auf dem Unterträger mit dem Index -n (Spiegelfrequenz) . Die Überlagerung führt zu Verzerrungen der Nutzsignale an den Positionen n und -n.Manufacturing process and non-idealities of the analog mixers and oscillators as well as deviations between the filters in the I and Q branches result in so-called IQ asymmetries or IQ distortions, ie amplitude and phase asymmetries between the quadrature components. The real and imaginary parts of the complex baseband signal are not exactly 90 ° out of phase with each other and also occur Amplitude deviations between the I and Q branches. Such IQ asymmetries can occur in both the transmitter and the receiver. In the receiver, the IQ asymmetries in the case of OFDM-based transmission systems in the frequency domain, i.e. after the FFT transformation (fast fourier transform) in the receiver, lead to mutual interference between two data symbols on the subcarriers, whose frequencies are symmetrical to the center frequency f c des OFDM spectrum are arranged (hereinafter indicated by the subcarrier indices n and -n). Each data symbol transmitted on the subcarrier n generates a signal contribution on the subcarrier with the index -n (image frequency) due to the IQ asymmetry added in the time domain. The superimposition leads to distortions of the useful signals at positions n and -n.
In der Dissertation "Verfahren der digitalen Kompensation von Unsymmetrien der analogen Quadraturmischung in OFDM- Empfängern" von Andreas Schuchert, angenommen vom Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik der Bergischen Universität-Gesamthochschule Wuppertal, wurde im Kapital 4 eine mathematische Beschreibung der IQ-Unsymmetrien gegeben und eine quantitative Abschätzung des an der Spiegelfrequenz eines gewünschten Signals auftretenden Störbeitrags geliefert. Im Kapitel 6 der genannten Dissertation werden zwei verschiedene Verfahren zur IQ-Fehlerkompensation durch Frequenzbereichs-Entzerrung vorgeschlagen. Das erste darin vorgeschlagene Verfahren ermöglicht eine separate frequenzabhängige Kompensation von IQ-Unsymmetrien. Für die Detektion der Entzerrungsparameter durch einen IQ- Fehlerdetektor wird auch vorgeschlagen, die zur Schätzung derIn the dissertation "Process of digital compensation of asymmetries of the analog quadrature mixture in OFDM receivers" by Andreas Schuchert, accepted by the electrical engineering and information technology department of the University of Wuppertal, University of Applied Sciences, a mathematical description of the IQ asymmetries was given and a quantitative one Estimation of the interference occurring at the image frequency of a desired signal. Chapter 6 of the dissertation mentioned proposes two different methods for IQ error compensation by frequency domain equalization. The first method proposed therein enables a separate frequency-dependent compensation of IQ asymmetries. For the detection of the equalization parameters by an IQ error detector, it is also proposed to estimate the
Kanalübertragungsfunktion gesendeten Pilotträger als Trainingssymbole zur Schätzung der IQ-Verzerrungen zu nutzen. Die für die Fehlerkompensation vorgesehenenTo use channel transmission function sent pilot carriers as training symbols to estimate the IQ distortion. The ones intended for error compensation
Schaltungsanordnungen beider dargestellter Verfahren weisen jedoch eine relativ große Zahl an Funktionsblöcken auf und sind somit durch einen hohen Implementierungsaufwand gekennzeichnet . Aus der WO 02/056523 ist ein weiteres Verfahren bekannt, mit welchem sender- und empfängerseitige IQ-Unsymmetrien beseitigt werden können. Dieses Verfahren beruht darauf, dass den IQ-Fehlern entsprechende Ausgleichssignale erzeugt und für die Kompensation verwendet werden.Circuit arrangements of the two methods shown, however, have a relatively large number of function blocks and are therefore characterized by a high level of implementation effort. Another method is known from WO 02/056523, with which IQ asymmetries on the transmitter and receiver side can be eliminated. This method is based on the fact that compensation signals corresponding to the IQ errors are generated and used for the compensation.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren zur Schätzung und anschließenden Entzerrung der durch sender- oder empfängerseitige IQ-Unsymmetrien hervorgerufenen Verzerrung von Funksignalen in Mehrträger-Übertragungs- systemen, insbesondere OFDM-Übertragungssystemen und entsprechende Vorrichtungen zu deren Durchführung anzugeben, welche mit geringerem Aufwand implementiert werden können.It is therefore an object of the present invention to provide methods for estimating and then equalizing the distortion of radio signals in multicarrier transmission systems, in particular OFDM transmission systems, and corresponding devices for carrying them out, which are caused by IQ asymmetries at the transmitter or receiver end, and corresponding devices for their implementation, which are carried out with less effort can be implemented.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst, in denen jeweils Verfahren zur Schätzung und Korrektur von sender- bzw. empfängerseitigen IQ-Unsymmetrien angegeben sind. Des Weiteren sind Vorrichtungen zur Durchführung der Verfahren angegeben. In den Unteransprüchen werden vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen beschrieben.This object is achieved by the features of the independent patent claims, in each of which methods for estimating and correcting IQ asymmetries on the transmitter or receiver side are specified. Devices for carrying out the method are also specified. Advantageous further developments and refinements are described in the subclaims.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Schätzung und Korrektur der durch sender- oder empf ngerseitige IQ-Unsymmetrien und durch Kanalverzerrung hervorgerufenen Verzerrung von Funksignalen, welche in einem Mehrträger-Übertragungsverfahren in Form von Rahmen oder Bursts übertragen werden. Das Verfahren kann in allen solchen Bereichen angewendet werden, in denen Mehrträger-The present invention relates to methods for estimating and correcting the distortion of radio signals caused by transmitter or receiver IQ asymmetries and by channel distortion, which are transmitted in a multi-carrier transmission method in the form of frames or bursts. The method can be used in all areas in which multicarrier
Übertragungsverfahren eingesetzt werden können, also z.B. im Bereich der drahtlosen Datenübertragungsnetze (WLAN) oder im Bereich der digitalen terrestrischen Video- oder Audio- Signalübertragung. Ein bekanntes Mehrträger- Übertragungsverfahren ist beispielsweise das oben bereits beschriebene OFDM-Verfahren. Das Spektrum des Mehrträger- Übertragungsverfahrens enthält Unterträger n und zu diesen symmetrisch bezüglich einer Mittenfrequenz fc spektral angeordnete Unterträger -n. Die Rahmen enthalten jeweils eine Anzahl von Symbolen, die sich jeweils aus den auf den Unterträgern gesendeten Datensymbolen dn zusammensetzen.Transmission methods can be used, for example in the area of wireless data transmission networks (WLAN) or in the area of digital terrestrial video or audio signal transmission. A known multi-carrier transmission method is, for example, the OFDM method already described above. The spectrum of the multicarrier transmission method contains and to subcarriers Subcarriers arranged spectrally with respect to a center frequency f c . The frames each contain a number of symbols, each of which is composed of the data symbols d n sent on the subcarriers.
Wie bereits oben beschrieben wurde, besteht die für die Erfindung maßgebliche Verzerrung in einer Interferenz zwischen Unterträgern, die sich beidseitig spiegelsymmetrisch der Mittenfrequenz des Mehrträgerspektrums befinden. Diese Verzerrung wird maßgeblich durch sender- und empfängerseitige IQ-Unsymmetrien hervorgerufen. Weiterhin kommt es durch die Mehrwegeausbreitung des Funkkanals zu linearen Verzerrungen des betrachteten Unterträgers . Die aus der IQ-Verzerrung und der Kanalverzerrung zusammengesetzte gesamte Verzerrung lässt sich durch folgende Gleichung modellieren:As has already been described above, the distortion relevant to the invention consists in interference between subcarriers which are mirror-symmetrical on both sides of the center frequency of the multicarrier spectrum. This distortion is mainly caused by transmitter and receiver IQ asymmetries. Furthermore, the multipath propagation of the radio channel leads to linear distortions of the subcarrier under consideration. The total distortion composed of the IQ distortion and the channel distortion can be modeled using the following equation:
Figure imgf000007_0001
Figure imgf000007_0001
Dabei sind d (i) die zum Zeitpunkt i auf dem Unterträger n empfangenen verzerrten Symbole, dn(i) die unverzerrten gesendeten Symbole, Aτx bildet die senderseitige IQ- Verzerrungsmatrix, 1^ die empfangsseitige IQ- Verzerrungsmatrix, C enthält die Kanalkoeffizienten eines Mehrwegekanals .Here, d (i) are the distorted symbols received on subcarrier n at time i, d n (i) the undistorted transmitted symbols, A τx forms the transmitter-side IQ distortion matrix, 1 ^ the reception-side IQ distortion matrix, C contains the channel coefficients one Multi-way channel.
Die Erfindung basiert darauf, dass entweder die sender- oder die empfängerseitige IQ-Unsymmetrie bereits bekannt ist. Wenn also eine der IQ-Verzerrungsmatrizen {ΆA oder Aτx) bereits bekannt .ist, dann können die Koeffizienten der jeweils anderen IQ-Verzerrungsmatrix sowie die Kanalkoeffizienten C iterativ geschätzt und gleichzeitig die empfangenen Symbole entzerrt und entschieden werden. Dabei erfolgt eine blockweise Verarbeitung der empfangenen Mehrträger- Datensymbole (beispielsweise OFDM-Symbole) . In jeder Iterationsschleife wird somit ein aus einer Gruppe von OFDM- Symbolen bestehender Datenblock abgearbeitet und die am Ende des Iterationslaufs ermittelten Kanalkoeffizienten und IQ- Verzerrungsparameter werden auf diese Gruppe von Datensymbolen angewandt . Diese im folgenden als Datenblock bezeichnete Gruppe von Datensymbolen_kann eine Untergruppe des Rahmens oder Bursts sein. Es ist jedoch je nach Festlegung der Burstlänge im jeweiligen Standard auch denkbar, dass der Datenblock dem Rahmen entspricht.The invention is based on the fact that either the transmitter-side or the receiver-side IQ asymmetry is already known. If one of the IQ distortion matrices {ΆA or A τx ) is already known, then the coefficients of the other IQ distortion matrix and the channel coefficients C can be iteratively estimated and at the same time the received symbols can be equalized and decided. The received multicarrier is processed in blocks. Data symbols (e.g. OFDM symbols). A data block consisting of a group of OFDM symbols is thus processed in each iteration loop and the channel coefficients and IQ distortion parameters determined at the end of the iteration run are applied to this group of data symbols. This group of data symbols, hereinafter referred to as a data block, can be a subset of the frame or burst. However, depending on the definition of the burst length in the respective standard, it is also conceivable that the data block corresponds to the frame.
Dies soll im Folgenden zunächst am Beispiel der Schätzung und Korrektur des senderseitigen IQ-Fehlers (Aτx) verdeutlicht werden. Die empfangsseitige IQ-Verzerrungsmatrix (A1^) ist also bereits vorher durch geeignete Maßnahmen geschätzt und korrigiert worden.In the following, this will first be illustrated using the example of the estimation and correction of the transmitter-side IQ error (A τx ). The IQ distortion matrix (A 1 ^) at the receiving end has therefore already been estimated and corrected beforehand by suitable measures.
Mit der Näherung a TnX , a_Xn 1 wird Gl. (1) zuWith the approximation a T n X, a_X n 1 Eq. (1) too
Figure imgf000008_0001
Figure imgf000008_0001
Bei Kenntnis der Kanalkoeffizienten Cn, C.n lassen sich die verbleibenden Variablen der IQ-Verzerrungsmatrix Aτx durchIf the channel coefficients C n , C. n are known, the remaining variables of the IQ distortion matrix A τx can be passed through
;τx dn(i) - Cn • dn(i) dln(i); τx d n (i) - C n • d n (i) dl n (i)
(2.2) τx d-n(i) d-n<i> dn(i)(2.2) τx dn (i) dn <i> d n (i)
bestimmen.determine.
Auf dieser Basis kann ein erstes erfindungsgemässes Verfahren zur Schätzung und Korrektur der senderseitigen IQ-Unsymmetrie durchgeführt werden. Bei dem ersten erfindungsgemäßen Verfahren in seiner allgemeinsten Form werden zunächst in einem Verfahrensschritt a. die empfangenen Datensymbole eines ersten Datenblocks mit den aus dem vorangegangenen Datenblock ermittelten Kanalkoeffizienten entzerrt. Dann werden die Datensymbole in einem Verfahrensschritt b. mit den aus einem zeitlich vorangegangenen Datenblock ermittelten IQ- Verzerrungsparametern entzerrt. Die solchermaßen entzerrten Datensymbole werden anschließend in einem Verfahrensschritt c. einem Symbolentscheidungsprozess unterzogen. In einem Verfahrensschritt d. werden die von dem Symbolentscheidungsprozess gelieferten Referenzsymbole und die empfangenen Datensymbole für eine KanalSchätzung zur Erzeugung neuer Kanalkoeffizienten bereitgestellt. Schließlich werden in einem Verfahrensschritt e. auf der Basis der bei der KanalSchätzung ermittelten neuen Kanalkoeffizienten, der Referenzsymbole und der empfangenen Datensymbole die neuen IQ-Verzerrungsparameter geschätzt.On this basis, a first method according to the invention for estimating and correcting the IQ asymmetry on the transmitter side can be carried out. In the first method according to the invention in its most general form, in a method step a. the received data symbols of a first data block are equalized with the channel coefficients determined from the previous data block. Then the data symbols in a method step b. equalized with the IQ distortion parameters determined from a previous data block. The data symbols rectified in this way are then processed in a method step c. subjected to a symbol decision process. In a process step d. the reference symbols provided by the symbol decision process and the received data symbols are provided for a channel estimation to generate new channel coefficients. Finally, in a process step e. based on the new channel coefficients determined during the channel estimation, the reference symbols and the received data symbols, the new IQ distortion parameters are estimated.
Der als erster Datenblock bezeichnete Datenblock von empfangenen Datensymbolen ist gemäss Definition ein beliebiger Datenblock der Funksignalübertragung. Die Bezeichnung erster Datenblock dient lediglich der sprachlichen Kennzeichnung und Unterscheidung von dem zeitlich darauf folgenden zweiten Datenblock.The data block of received data symbols referred to as the first data block is, by definition, any data block of the radio signal transmission. The designation of the first data block is only used for linguistic identification and differentiation from the second data block that follows in time.
Der tatsächlich zeitlich erste Datenblock der Funkübertragung wird hier als Initialisierungs-Datenblock bezeichnet. Bei diesem Initialisierungs-Datenblock kann das erfindungsgemäße Verfahren zunächst nicht so ausgeführt werden wie bei allen folgenden Datenblöcken, da ein zeitlich vorhergehender Datenblock noch nicht existiert. Die in dem Initialisierungs- Datenblock enthaltenen empfangenen Datensymbole können in den Verfahrensschritten a. und b. derart entzerrt werden, dass eine KanalSchätzung anhand von Pilotsignalen durchgeführt wird, wie sie üblicherweise in einer Präambel des entsprechenden Datenburst enthalten sind, dem derThe actually first data block of the radio transmission is referred to here as the initialization data block. With this initialization data block, the method according to the invention cannot initially be carried out in the same way as with all subsequent data blocks, since a previous data block does not yet exist. The received data symbols contained in the initialization data block can be carried out in method steps a. and b. are equalized in such a way that a channel estimation is carried out on the basis of pilot signals as are usually contained in a preamble of the corresponding data burst, that of the
Initialisierungs-Datenblock angehört. Die empfangenen Datensymbole werden im Verfahrensschritt a. mit den aus der KanalSchätzung ermittelten Kanalkoeffizienten entzerrt und im Verfahrensschritt b. werden die IQ-Verzerrungsparameter gleich Null gesetzt.Initialization data block listened. The received data symbols are in step a. with those from the Channel estimate equalized channel coefficients determined and in method step b. the IQ distortion parameters are set to zero.
Nachdem in dem erfindungsgemäßen Verfahren in denAfter in the inventive method in the
Verfahrensschritten d. und e. neue Kanalkoeffizienten und neue IQ-Verzerrungsparameter ermittelt wurden, kann ein weiterer Iterationsschritt durchgeführt werden, bei welchem mit den neuen Kanalkoeffizienten und den neuen IQ- Verzerrungsparametern die Verfahrensschritte a. bis e. für die empfangenen Datensymbole eines dem ersten Datenblock zeitlich nachfolgenden zweiten Datenblocks wiederholt werden (Verfahrensschritt f.) und die empfangenen Datensymbole des ersten Datenblocks mit den im Verfahrensschritt f. ermittelten neuen Kanalkoeffizienten und neuen IQ- Verzerrungsparametern entzerrt werden (Verfahrensschritt g.).Process steps d. and e. If new channel coefficients and new IQ distortion parameters have been determined, a further iteration step can be carried out, in which method steps a. with the new channel coefficients and the new IQ distortion parameters. to e. are repeated for the received data symbols of a second data block following the first data block in time (method step f.) and the received data symbols of the first data block with those in method step f. determined new channel coefficients and new IQ distortion parameters are equalized (method step g.).
Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass im Verfahrensschritt f. mit den in den Verfahrensschritten d. und e. ermittelten neuen Kanalkoeffizienten und neuen IQ-Alternatively, it can also be provided that in step f. with the in process steps d. and e. determined new channel coefficients and new IQ
Verzerrungsparametern die Verfahrensschritte a . bis e . für die empfangenen Datensymbole des ersten Datenblocks wiederholt werden. Es kann also wahlweise dieser Iterationsschritt und weitere Iterationsschritte zur Aktualisierung der Kanalkoeffizienten und der IQ- Verzerrungsparameter anhand des ersten Datenblocks oder der zeitlich darauf folgenden Datenblöcke durchgeführt werden.Distortion parameters the process steps a. to e. are repeated for the received data symbols of the first data block. This iteration step and further iteration steps for updating the channel coefficients and the IQ distortion parameters can thus optionally be carried out on the basis of the first data block or the data blocks which follow in time.
An die weiter oben mit den Verfahrensschritten f. und g. beschriebene Iteration zur Aktualisierung derTo the steps f. and G. described iteration for updating the
Kanalkoeffizienten und IQ-Verzerrungsparameter können sich gegebenenfalls weitere Iterationsschritte anschließen, bei welchen jeweils die Verfahrensschritte a. bis e. durchlaufen werden. Nach Beendigung des letzten vorgesehenen Iterationsschritts werden die empfangenen Datensymbole mit den letztmalig aktualisierten Kanalkoeffizienten und IQ- Verzerrungsparametern entzerrt, dem Symbolentscheidungsprozess unterworfen und die entschiedenen Datensymbole an eine nächste Verarbeitungseinheit des Empfängers abgegeben.Channel coefficients and IQ distortion parameters can optionally be followed by further iteration steps, in each of which the method steps a. to e. be run through. After the end of the last intended iteration step, the received data symbols are equalized with the channel coefficients and IQ distortion parameters last updated, the Subjected symbol decision process and the decided data symbols delivered to a next processing unit of the recipient.
Es kann vorgesehen sein, dass im Verfahrensschritt d. die neuen Kanalkoeffizienten dadurch erzeugt werden, dass die aus einer Kanalschätzung auf der Basis der von dem Symbolentscheidungsprozess gelieferten Referenzsymbole und der empfangenen Datensymbole ermittelten Kanalkoeffizienten einer gewichteten Mittelung mit den alten Werten derIt can be provided that in method step d. the new channel coefficients are generated in that the channel coefficients determined from a channel estimate on the basis of the reference symbols supplied by the symbol decision process and the received data symbols are weighted averaged with the old values of
Kanalkoeffizienten unterworfen werden, so dass auf Basis dieser gemittelten Kanalkoeffizienten, der Referenzsymbole und der empfangenen Datensymbole in dem Verfahrensschritt e. der IQ-Fehler nach Gl . (2.2) erneut geschätzt werden kann (IQ-Tracking oder IQ-Nachführung) .Channel coefficients are subjected so that on the basis of these averaged channel coefficients, the reference symbols and the received data symbols in method step e. the IQ error according to Eq. (2.2) can be estimated again (IQ tracking or IQ tracking).
Es kann ferner vorgesehen sein, dass im Verfahrensschritt e. die neuen IQ-Verzerrungsparameter dadurch erzeugt werden, dass die auf der Basis der bei der KanalSchätzung ermittelten neuen Kanalkoeffizienten, der Referenzsymbole und der empfangenen Datensymbole ermittelten IQ-Verzerrungsparameter mit den in einem oder mehreren vorherigen Iterationsschritten ermittelten IQ-Verzerrungsparametern gemittelt werden.It can also be provided that in method step e. the new IQ distortion parameters are generated by averaging the IQ distortion parameters determined on the basis of the new channel coefficients determined in the channel estimation, the reference symbols and the received data symbols using the IQ distortion parameters determined in one or more previous iteration steps.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn vor der Durchführung derIt is also advantageous if before performing the
KanalSchätzung im Verfahrensschritt d. eine IQ-Vorverzerrung der von dem Symbolentscheidungsprozess gelieferten Referenzsymbole anhand der aktualisierten IQ- Verzerrungsparameter durchgeführt wird. Durch diese IQ- Vorverzerrung der Referenzsymbole kann der Schätzfehler durch die IQ-Verzerrung erheblich gesenkt werden.Channel estimation in process step d. IQ predistortion of the reference symbols provided by the symbol decision process is carried out on the basis of the updated IQ distortion parameters. This IQ predistortion of the reference symbols can significantly reduce the estimation error due to the IQ distortion.
Ein zweites erfindungsgemässes Verfahren dient zur Schätzung und Korrektur der empf ngerseitigen IQ-Unsymmetrie. Wiederum ausgehend von Gl . (1) wird in diesem Fall angenommen, dass die senderseitige IQ-Verzerrungsmatrix (Aτx) bereits vorher durch geeignete Maßnahmen geschätzt und korrigiert worden ist. Mit der Näherung a x , a™ 1 und bei Kenntnis der Kanalkoeffizienten Cn, C_n lassen sich die verbleibenden Variablen der IQ-Verzerrungsmatrix A1^ durchA second method according to the invention is used to estimate and correct the receiver-side IQ asymmetry. Again starting from Eq. In this case (1) it is assumed that the transmitter-side IQ distortion matrix (A τx ) has already been estimated and corrected beforehand by suitable measures. With the approximation a x , a ™ 1 and d with knowledge of the channel coefficients C n , C_ n , the remaining variables of the IQ distortion matrix A 1 ^ can be passed through
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000012_0001
(3.1) RX d_n(i) - C_n • d_n(i) ()(3.1) RX d_ n (i) - C_ n • d_ n (i) ()
bestimmen,determine,
Auf dieser Basis kann ein zweites erfindungsgemässes Verfahren zur Schätzung und Korrektur der empfängerseitigen IQ-Unsymmetrie durchgeführt werden. Bei diesem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren in seiner allgemeinsten Form werden zunächst in einem Verfahrensschritt a. die empfangenen Datensymbole eines ersten Datenblocks mit den aus einem zeitlich vorangegangenen Datenblock ermittelten IQ- Verzerrungsparametern entzerrt. Dann werden die Datensymbole in einem Verfahrensschritt b. für eine KanalSchätzung zur Erzeugung neuer Kanalkoeffizienten bereitgestellt und anschliessend in einem Verfahrensschritt c. mit den ermittelten Kanalkoeffizienten entzerrt. Die solchermaßen entzerrten Datensymbole werden anschließend in einem Verfahrensschritt d. einem Symbolentscheidungsprozess unterzogen. Anschliessend wird in einem Verfahrensschritt e. auf der Basis der von dem Symbolentscheidungsprozess gelieferten Referenzsymbole und der von der KanalSchätzung gelieferten Kanalkoeffizienten eine IQ-Schätzung durchgeführt und die ermittelten IQ-Verzerrungsparameter an die IQ- KorrekturSchaltung geliefert.On this basis, a second method according to the invention for estimating and correcting the IQ asymmetry on the receiver side can be carried out. In this second method according to the invention in its most general form, a. the received data symbols of a first data block are equalized with the IQ distortion parameters determined from a previous data block. Then the data symbols in a method step b. provided for a channel estimate for generating new channel coefficients and then in a method step c. equalized with the determined channel coefficients. The data symbols equalized in this way are then processed in a method step d. subjected to a symbol decision process. Then in a process step e. on the basis of the reference symbols supplied by the symbol decision process and the channel coefficients provided by the channel estimate, an IQ estimate is carried out and the determined IQ distortion parameters are supplied to the IQ correction circuit.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele für die Durchführung der erfindungsgemässen Verfahren und entsprechende Vorrichtungen zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahrens in Verbindung mit den Zeichnungsfiguren näher dargestellt .The following are exemplary embodiments for carrying out the method according to the invention and corresponding devices for carrying out the method according to the invention Process in connection with the drawing figures shown in more detail.
Es zeigen :Show it :
Fig. 1 das Frequenzspektrum des OFDM-Übertragungsverfahrens;1 shows the frequency spectrum of the OFDM transmission method;
Fig. 2 eine empfängerseitige Blockschaltungsanordnung zurFig. 2 shows a receiver-side block circuit arrangement for
Durchführung eines erfindungsgemässen Verfahrens zur Schätzung und Korrektur von senderseitigen IQ-Implementation of a method according to the invention for estimating and correcting transmitter-side IQ
Unsymmetrien;asymmetries;
Fig. 3 eine empfängerseitige Blockschaltungsanordnung zurFig. 3 shows a receiver-side block circuit arrangement for
Durchführung eines erfindungsgemässen Verfahrens zur Schätzung und Korrektur von empfängerseitigen IQ-Implementation of a method according to the invention for estimating and correcting IQ
Unsymmetrien.Asymmetries.
Das in der Fig.2 gezeigte Ausführungsbeispiel und die darin verwendeten Variablen beziehen sich auf den Fall der Schätzung und Korrektur einer senderseitigen IQ-Unsymmetrie, wobei zur Bestimmung der IQ-Verzerrungsparameter b^X und b™ sowohl die Kanalkoeffizienten Cn, C_n als auch die gesendeten Symbole dn(i) bzw. d.n(i) benötigt werden (vgl. Gl . (2.2)).The exemplary embodiment shown in FIG. 2 and the variables used therein relate to the case of estimating and correcting an IQ asymmetry on the transmitter side, both channel coefficients C n , C_ n being used to determine the IQ distortion parameters b ^ X and b ™ also the transmitted symbols d n (i) or d. n (i) are required (see Eq. (2.2)).
Der in einem Empfänger enthaltenen und in der Fig.2 dargestellten Vorrichtung werden empfangene Datensymbole d^ , dn zugeführt, wobei die Datensy bole in Datenblöcken enthalten sind. Mehrere Datenblöcke bilden einen Rahmen, wobei jeder Rahmen PräambelSymbole d^' aufweist. Die Datensymbole, welche in dem Ausführungsbeispiel durch OFDM-Received data symbols d ^, d n are fed to the device contained in a receiver and shown in FIG. 2, the data symbols being contained in data blocks. Several data blocks form a frame, each frame having preamble symbols d ^ '. The data symbols, which in the exemplary embodiment are represented by OFDM
Symbole gebildet sind, werden einem Kanalentzerrer 2 zugeführt, in welchem sie mit den aus dem vorangegangenen Datenblock ermittelten Kanalkoeffizienten Cn entzerrt werden.Symbols are formed are fed to a channel equalizer 2, in which they are equalized with the channel coefficients C n determined from the previous data block.
Anschließend werden die entzerrten Datensymbole einer IQ- Fehler-Korrekturschaltung 3 zugeführt, in welcher eine IQ- Fehler-Korrektur mit den aus dem vorangegangenen Datenblock ermittelten IQ-Verzerrungsparametern —bnX, —b_Xn durchgeführt wird.The equalized data symbols are then fed to an IQ error correction circuit 3, in which an IQ Error correction is carried out with the IQ distortion parameters —b n X, —b_X n determined from the previous data block.
Die entzerrten und IQ-korrigierten Datensymbole werden dann einem Symbolentscheider 4 zugeführt, welcher zwei Ausgänge aufweist. Nach der SymbolentScheidung stehen für alle Unterträger n/-n neue Referenzsymbole zur Verfügung, die an einen ersten Ausgang des Symbolentscheiders 4 abgegeben werden.The equalized and IQ-corrected data symbols are then fed to a symbol decision maker 4, which has two outputs. After the symbol decision, new reference symbols are available for all subcarriers n / -n, which are delivered to a first output of the symbol decision maker 4.
Auf der Basis dieser ReferenzSymbole kann in einem Karialschätzer 6, welchem ebenfalls die empfangenen Datensymbole dn zugeführt werden, eine neue KanalSchätzung durchgeführt werden. Zuvor werden die von demOn the basis of these reference symbols, a new channel estimation can be carried out in a carial estimator 6, to which the received data symbols d n are also fed. Previously, those of the
Symbolentscheider 4 gelieferten ReferenzSymbole einem IQ- Vorverzerrer 5 zugeführt, welchem ebenfalls die aktualisierten IQ-Verzerrungsparameter —bTX zugeführt werden. Durch die IQ-Vorverzerrung wird der Schätzfehler durch die IQ-Verzerrung gesenkt.Symbol decision maker 4 supplied reference symbols are fed to an IQ predistorter 5, to which the updated IQ distortion parameters —bTX are also fed. The IQ predistortion reduces the estimation error due to the IQ distortion.
Die in dem Kanalschätzer 6 berechneten Kanalkoeffizienten werden einer gewichteten Mittelung mit den alten Werten unterzogen, so dass auf Basis dieser gemittelten Kanalkoeffizienten, der Referenzsymbole und der Empfangswerte der IQ-Fehler in einer IQ-Nachführungseinheit 7, welcher ebenfalls die Empfangssymbole dn zugeführt werden, erneut geschätzt werden kann. Nach der Schätzung von b™ bzw. b™ für jedes zur Verfügung stehende Unterträgerpaar lässt sich zur Rauschreduktion eine Mittelung der Werte in ZeitrichtungThe channel coefficients calculated in the channel estimator 6 are subjected to a weighted averaging with the old values, so that on the basis of these averaged channel coefficients, the reference symbols and the received values, the IQ errors in an IQ tracking unit 7, to which the received symbols d n are also fed, can be estimated again. According to the estimation of b ™ or b ™ for each available subcarrier pair, the values can be averaged in the time direction to reduce noise
(über einen Iterationsblock) durchführen. Diese Schätzwerte werden dann in einer Mittelungseinheit 8 mit denen aus der vorherigen Iteration gemittelt (gewichtete Mittelung) .(via an iteration block). These estimates are then averaged in an averaging unit 8 with those from the previous iteration (weighted averaging).
Mit den dem Kanalentzerrer 2 und der IQ-Korrekturschaltung 3 zugeführten aktualisierten Werten der Kanalkoeffizienten und der IQ-Verzerrungsparameter kann dann eine nächste Iteration durchgeführt werden. Diese kann unter Verwendung des dem aktuellen Datenblock zeitlich nachfolgenden Datenblocks von empfangenen OFDM-Symbolen durchgeführt werden. Es ist jedoch ebenso möglich, eine Verbesserung der Schätzwerte durch mehrfaches Iterieren auf Basis des gleichen Empfangsdatenblocks durchzuführen.A next iteration can then be carried out with the updated values of the channel coefficients and the IQ distortion parameters supplied to the channel equalizer 2 and the IQ correction circuit 3 be performed. This can be carried out using the data block of received OFDM symbols following the current data block. However, it is also possible to improve the estimated values by multiple iterations based on the same received data block.
Zur Initialisierung der Parameter erfolgt vor der ersten Iteration (it = 0) eine OFDM-Kanalschätzung auf der Basis von Referenzdaten wie beispielsweise den in einer Präambel gesendeten Symbolen d^ , wie sie in der Fig.2 angedeutet sind. Als Initialwert für die IQ-Verzerrungsparameter der IQ-To initialize the parameters, an OFDM channel estimation is carried out before the first iteration (it = 0) on the basis of reference data such as, for example, the symbols d ^ sent in a preamble, as indicated in FIG. As an initial value for the IQ distortion parameters of the IQ
Korrekturschaltung 3 wird bn TX , bX_n = 0 angenommen, so dass die IQ-Korrektur (wie auch die IQ-Vorverzerrung) in der ersten Iteration wirkungslos bleibt. Es ist jedoch ebenso möglich, über eine geeignete Initialschätzung der IQ- Verzerrungsparameter das Einschwingverhalten der Regelung noch zu verbessern.Correction circuit 3 is assumed b n TX, bX_ n = 0, so that the IQ correction (as well as the IQ predistortion) remains ineffective in the first iteration. However, it is also possible to improve the transient response of the control system using a suitable initial estimate of the IQ distortion parameters.
Das in der Fig.3 gezeigte Ausführungsbeispiel und die darin verwendeten Variablen beziehen sich auf den Fall der Schätzung und Korrektur einer empfängerseitigen IQ- Unsymmetrie, wobei zur Bestimmung der IQ-Verzerrungsparameter £* und b^ Gl. (3.1) als Grundlage dient.The exemplary embodiment shown in FIG. 3 and the variables used therein relate to the case of the estimation and correction of an IQ asymmetry on the receiver side, with the determination of the IQ distortion parameters £ * and b ^ Eq. (3.1) serves as the basis.
Der in einem Empfänger enthaltenen und in der Fig.3 dargestellten Vorrichtung werden empfangene Datensymbole d^ , dn zugeführt. Die Datensymbole werden zuerst einer IQ- Korrekturschaltung 10 zugeführt, in welcher eine IQ-Korrektur auf der Basis von IQ-Verzerrungsparametern durchgeführt, wie sie anhand eines vorherigen Iterationslaufs anhand einer früheren Gruppe von Datensymbolen ermittelt worden waren.Received data symbols d ^, d n are fed to the device contained in a receiver and shown in FIG. 3. The data symbols are first fed to an IQ correction circuit 10, in which an IQ correction is carried out on the basis of IQ distortion parameters, as had been determined on the basis of a previous iteration run using an earlier group of data symbols.
Die IQ-korrigierten Datensymbole werden dann einem Kanalschätzer 11 zur Ermittlung von Kanalkoeffizienten zugeführt und anschliessend in einem Kanalentzerrer 12 auf der Basis der von dem Kanalschätzer 11 ermittelten Kanalkoeffizienten entzerrt.The IQ-corrected data symbols are then fed to a channel estimator 11 for determining channel coefficients and then in a channel equalizer 12 equalized on the basis of the channel coefficients determined by the channel estimator 11.
Die kanalentzerrten Empfangssymbole werden dann einem Symbolentscheider 13 zugeführt, in welchem einThe channel-equalized receive symbols are then fed to a symbol decision maker 13, in which a
Symbolentscheidungsprozess an den entzerrten Datensymbolen durchgeführt wird. Der Symbolentscheider 13 weist zwei Ausgänge auf. Nach der Symbolentscheidung stehen für alle Unterträger n/-n neue ReferenzSymbole zur Verfügung, die an einen ersten Ausgang des Symbolentscheiders 13 abgegeben werden.Symbol decision process is performed on the equalized data symbols. The symbol decider 13 has two outputs. After the symbol decision, new reference symbols are available for all subcarriers n / -n, which are delivered to a first output of the symbol decision maker 13.
Die Referenzsymbole werden an einen IQ-Schätzer 14 geliefert, in welchem auf der Basis der Referenzsymbole und der von dem Kanalschätzer 11 gelieferten Kanalkoeffizienten eineThe reference symbols are supplied to an IQ estimator 14, in which, based on the reference symbols and the channel coefficients provided by the channel estimator 11, one
Schätzung der IQ-Verzerrungsparameter durchgeführt wird. Die von dem IQ-Schätzer 14 neu geschätzten IQ-Estimation of the IQ distortion parameters is performed. The IQ estimates newly estimated by the IQ estimator 14
Verzerrungsparameter_werden an die IQ-Korrekturschaltung 10 geliefert, so dass eine erneute Iteration anhand des aktuellen Datenblocks oder eines nächsten Datenblocks durchlaufen werden kann.Distortion parameters are supplied to the IQ correction circuit 10, so that a new iteration can be carried out on the basis of the current data block or a next data block.
Die vorliegende Erfindung ist generell auf solche Empfängerkonzepte anwendbar, in welchen noch im analogen Schaltungsteil des Empfängers eine Verzweigung des empfangenen Eingangssignals auf einen I- und Q-Zweig vorgenommen wird. Die wichtigste Anwendung der Erfindung betrifft somit einen sogenannten an sich bekannten direktmischenden Empfänger, wie er beispielsweise in der Abb. 3.5 der eingangs zitierten Dissertation von Schuchert gezeigt ist. Die Erfindung ist aber prinzipiell ebenso auf einen ebenso an sich bekannten Überlagerungsempfänger mit direktmischender zweiter Stufe anwendbar, wie er beispielsweise in der Abb. 3.6 der genannten Dissertation gezeigt und im zugehörigen Text beschrieben ist. Ein derartiger Überlagerungsempfänger mit direktmischender zweiter Stufe ist eine Modifikation eines Heterodyn-Empfan- gers, bei dem die zweite Mischstufe als direktmischender analoger Quadraturempfänger ausgeführt ist. Auch bei einem solchen Empfänger kann es zu den eingangs beschriebenen IQ- Fehlern kommen, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren geschätzt und entzerrt werden können. The present invention is generally applicable to those receiver concepts in which the received input signal is branched to an I and Q branch in the analog circuit part of the receiver. The most important application of the invention thus relates to a so-called direct-mixing receiver known per se, as is shown, for example, in Fig. 3.5 of the Schuchert dissertation cited at the beginning. In principle, however, the invention can also be applied to an overlay receiver with direct mixing of the second stage, which is also known per se, as shown, for example, in FIG. 3.6 of the dissertation mentioned and described in the associated text. Such an overlay receiver with direct mixing second stage is a modification of a heterodyne receiver. gers, in which the second mixer stage is designed as a direct-mixing analog quadrature receiver. Even with such a receiver, the IQ errors described at the outset can occur, which can be estimated and corrected using the method according to the invention.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Schätzung und Korrektur der durch senderseitige IQ-Unsymmetrien und durch Kanalverzerrung hervorgerufenen Verzerrung von Funksignalen, welche1. Method for estimating and correcting the distortion of radio signals caused by transmitter-side IQ asymmetries and channel distortion, which
- in einem Mehrträger-Übertragungsverfahren mit Unterträgern n und zu diesen symmetrisch bezüglich einer Mittenfrequenz fc spektral angeordneten Unterträgern -n übertragen werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass a. die empfangenen Datensymbole eines ersten Datenblocks zunächst mit den aus den vorangegangenen Datenblock ermittelten Kanalkoeffizienten entzerrt werden, b. die Datensymbole anschließend mit den aus einem zeitlich vorangegangenen Datenblock ermittelten IQ-Verzerrungs- parametern entzerrt werden, c. die entzerrten Datensymbole anschließend einem Symbolentscheidungsprozess unterzogen werden, und d. aus dem Symbolentscheidungsprozess gelieferte Referenzsymbole und die empfangenen Datensymbole für eine KanalSchätzung zur Erzeugung neuer Kanalkoeffizienten bereitgestellt werden, und e. auf der Basis der bei der KanalSchätzung ermittelten neuen Kanalkoeffizienten, der Referenzsymbole und der empfangenen Datensymbole die neuen IQ-Verzerrungsparameter erzeugt werden.- Are transmitted in a multicarrier transmission method with subcarriers n and sub-carriers spectrally arranged symmetrically with respect to a center frequency f c , characterized in that a. the received data symbols of a first data block are first equalized with the channel coefficients determined from the previous data block, b. the data symbols are then equalized with the IQ distortion parameters determined from a previous data block, c. the equalized data symbols are then subjected to a symbol decision process, and d. reference symbols supplied from the symbol decision process and the received data symbols are provided for a channel estimate for generating new channel coefficients, and e. the new IQ distortion parameters are generated on the basis of the new channel coefficients determined in the channel estimation, the reference symbols and the received data symbols.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass2. The method of claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
- zu Beginn des Verfahrens die in einem Initialisierungs- Datenblock enthaltenen Datensymbole in den- At the beginning of the process, the data symbols contained in an initialization data block in the
Verfahrensschritten a. und b. derart entzerrt werden, dassProcess steps a. and b. be equalized in such a way that
- eine KanalSchätzung anhand von Pilotsignalen durchgeführt wird, und die empfangenen Datensymbole im Verfahrensschritt a. mit den aus der KanalSchätzung ermittelten Kanalkoeffizienten entzerrt werden, und- A channel estimation is carried out on the basis of pilot signals, and the received data symbols in method step a. are equalized with the channel coefficients determined from the channel estimate, and
- die IQ-Verzerrungsparameter im Verfahrensschritt b. gleich Null gesetzt werden. - The IQ distortion parameters in process step b. be set to zero.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass f. mit den in den Verfahrensschritten d. und e. ermittelten neuen Kanalkoeffizienten und neuen IQ-Verzerrungsparametern die Verfahrensschritte a. bis e. für die empfangenen Datensymbole eines dem ersten Datenblock zeitlich nachfolgenden zweiten Datenblocks wiederholt werden, und g. die empfangenen Datensymbole des ersten Datenblocks mit den im Verfahrensschritt f. ermittelten neuen3. The method of claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that f. with the in process steps d. and e. determined new channel coefficients and new IQ distortion parameters the method steps a. to e. are repeated for the received data symbols of a second data block following the first data block, and g. the received data symbols of the first data block with those in step f. identified new ones
Kanalkoeffizienten und neuen IQ-Verzerrungsparametern entzerrt werden.Channel coefficients and new IQ distortion parameters are equalized.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e nn z e i c hn e t, dass f. mit den in den Verfahrensschritten d. und e. ermittelten neuen Kanalkoeffizienten und neuen IQ-Verzerrungsparametern die Verfahrensschritte a. bis e. für die empfangenen Datensymbole des ersten Datenblocks wiederholt werden, und g. die empfangenen Datensymbole des ersten Datenblocks mit den im Verfahrensschritt f. ermittelten neuen Kanalkoeffizienten und neuen IQ-Verzerrungsparametern entzerrt werden.4. The method of claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e nn z e i c hn e t that f. with the in process steps d. and e. determined new channel coefficients and new IQ distortion parameters the method steps a. to e. are repeated for the received data symbols of the first data block, and g. the received data symbols of the first data block with those in step f. determined new channel coefficients and new IQ distortion parameters are equalized.
5. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e nn z e i c h n e t, dass5. The method of claim 1, d a d u r c h g e k e nn z e i c h n e t that
- im Verfahrensschritt d. die neuen Kanalkoeffizienten dadurch erzeugt werden, dass die aus einer KanalSchätzung auf der Basis der von dem Symbolentscheidungsprozess gelieferten Referenzsymbole und der empfangenen Datensymbole ermittelten Kanalkoeffizienten einer gewichteten Mittelung mit den alten Werten der Kanalkoeffizienten unterworfen werden.- in step d. the new channel coefficients are generated in that the channel coefficients determined from a channel estimate on the basis of the reference symbols supplied by the symbol decision process and the received data symbols are subjected to a weighted averaging with the old values of the channel coefficients.
6. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass6. The method of claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
- im Verfahrensschritt e. die neuen IQ-Verzerrungsparameter dadurch erzeugt werden, dass die auf der Basis der bei der KanalSchätzung ermittelten neuen Kanalkoeffizienten, der Referenzsymbole und der empfangenen Datensymbole ermittelten IQ-Verzerrungsparameter mit den in einem oder mehreren vorherigen Iterationsschritten ermittelten IQ- Verzerrungsparametern gemittelt werden.- in process step e. the new IQ distortion parameters are generated in that the on the basis of the at Channel estimate determined new channel coefficients, the reference symbols and the received data symbols determined IQ distortion parameters are averaged with the IQ distortion parameters determined in one or more previous iteration steps.
7. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass7. The method of claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
- vor dem Verfahrensschritt d. eine IQ-Vorverzerrung der von dem Symbolentscheidungsprozess gelieferten Referenzsymbole anhand der aktualisierten IQ-Verzerrungsparameter durchgeführt wird.- Before step d. IQ predistortion of the reference symbols provided by the symbol decision process is carried out on the basis of the updated IQ distortion parameters.
8. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass8. The method of claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
- im Verfahrensschritt e. die neuen IQ-Verzerrungsparameter auf der Grundlage der Gleichungen- in process step e. the new IQ distortion parameters based on the equations
-Tx _ dn(i) ~ Cn • dn(i) n *- T x _ d n (i) ~ C n • d n (i) n *
Cn • d_n()C n • d_ n ()
-Tx d n(i) - c_n • d_n(i)- T xd n (i) - c_ n • d_ n (i)
C-n • dn(l)Cn • d n (l)
erzeugt werden.be generated.
9. Verfahren zur Schätzung und Korrektur der durch empfängerseitige IQ-Unsymmetrien und durch Kanalverzerrung hervorgerufenen Verzerrung von Funksignalen, welche9. A method for estimating and correcting the distortion of radio signals caused by receiver-side IQ asymmetries and channel distortion, which
- in einem Mehrträger-Übertragungsverfahren mit Unterträgern n und zu diesen symmetrisch bezüglich einer Mittenfrequenz fc spektral angeordneten Unterträgern -n übertragen werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass a. die empfangenen Datensymbole eines ersten Datenblocks mit den aus einem zeitlich vorangegangenen Datenblock ermittelten IQ-Verzerrungsparametern entzerrt werden, b. die IQ-entzerrten Datensymbole anschliessend einer KanalSchätzung zur Ermittlung von Kanalkoeffizienten zugeführt werden, c . die Datensymbole anschliessend mit den Kanalkoeffizienten entzerrt werden, und d. die kanalentzerrten Datensymbole einem Symbolentscheidungsprozess unterzogen werden, und e. auf der Basis der von dem Symbolentscheidungsprozess gelieferten Referenzsymbole und der von der KanalSchätzung gelieferten Kanalkoeffizienten die neuen IQ- Verzerrungsparameter erzeugt werden.- Are transmitted in a multicarrier transmission method with subcarriers n and sub-carriers spectrally arranged symmetrically with respect to a center frequency f c , characterized in that a. the received data symbols of a first data block are equalized with the IQ distortion parameters determined from a previous data block, b. the IQ-equalized data symbols are then fed to a channel estimate for determining channel coefficients, c. the data symbols are then equalized with the channel coefficients, and d. the channel equalized data symbols are subjected to a symbol decision process, and e. The new IQ distortion parameters are generated on the basis of the reference symbols provided by the symbol decision process and the channel coefficients provided by the channel estimation.
10. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass f. mit den in dem Verfahrensschritt e. ermittelten neuen IQ- Verzerrungsparametern die Verfahrensschritte a. bis e. für die empfangenen Datensymbole eines dem ersten Datenblock zeitlich nachfolgenden zweiten Datenblocks wiederholt werden, und g. die empfangenen Datensymbole des ersten Datenblocks mit den im Verfahrensschritt f. ermittelten neuen Kanalkoeffizienten und neuen IQ-Verzerrungsparametern entzerrt werden.10. The method of claim 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that f. with the in step e. determined new IQ distortion parameters the process steps a. to e. are repeated for the received data symbols of a second data block following the first data block, and g. the received data symbols of the first data block with those in step f. determined new channel coefficients and new IQ distortion parameters are equalized.
11. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass f. mit den in dem Verfahrensschritt e. ermittelten neuen IQ- Verzerrungsparametern die Verfahrensschritte a. bis e. für die empfangenen Datensymbole des ersten Datenblocks wiederholt werden, und g. die empfangenen Datensymbole des ersten Datenblocks mit den im Verfahrensschritt f. ermittelten neuen Kanalkoeffizienten und neuen IQ-Verzerrungsparametern entzerrt werden.11. The method according to claim 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that f. with the in step e. determined new IQ distortion parameters the process steps a. to e. are repeated for the received data symbols of the first data block, and g. the received data symbols of the first data block with those in step f. determined new channel coefficients and new IQ distortion parameters are equalized.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass im Verfahrensschritt e. die neuen IQ-Verzerrungsparameter auf der Grundlage der Gleichungen12. The method according to any one of claims 9 to 11, characterized in that in process step e. the new IQ distortion parameters based on the equations
-RX dn(i) - Cn • dn(i) c_ d-n()-RX d n (i) - C n • d n (i) c_ dn ()
Figure imgf000022_0001
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erzeugt werden.be generated.
13. Verwendung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem direktmischenden Empfänger.13. Use of a method according to one of the preceding claims in a direct mixing receiver.
14. Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 in einem Überlagerungsempfänger mit direktmischender zweiter Stufe.14. Use of a method according to any one of claims 1 to 12 in a superposition receiver with a direct mixing second stage.
15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit - einem Kanalentzerrer (2) zur Entzerrung der empfangenen Datensymbole eines Datenblocks,15. Device for performing the method according to one of claims 1 to 8, with - a channel equalizer (2) for equalizing the received data symbols of a data block,
- einer IQ-Korrekturschaltung (3) zur IQ-Entzerrung der von dem Kanalentzerrer (2) gelieferten Datensymbole,an IQ correction circuit (3) for IQ equalization of the data symbols supplied by the channel equalizer (2),
- einem Symbolentscheider (4) zur Durchführung eines Symbolentscheidungsprozesses über die von der IQ- KorrekturSchaltung (3) gelieferten Datensymbole,a symbol decision maker (4) for carrying out a symbol decision process via the data symbols supplied by the IQ correction circuit (3),
- einem Kanalschätzer (6) zur Erzeugung neuer Kanalkoeffizienten auf der Basis der von dem Symbolentscheider (4) zugeführten Referenzsymbole und der empfangenen Datensymbole,a channel estimator (6) for generating new channel coefficients on the basis of the reference symbols supplied by the symbol decision maker (4) and the received data symbols,
- einer IQ-Nachführungseinheit (7) zur Erzeugung der neuen IQ-Verzerrungsparameter auf der Basis der von dem Kanalschätzer (6) gelieferten neuen Kanalkoeffizienten, der Referenzsymbole und der empfangenen Datensymbole, wobei ein Ausgang der IQ-Nachführungseinheit (7) mit einem Eingang der IQ-KorrekturSchaltung (3) verbunden ist.- An IQ tracking unit (7) for generating the new IQ distortion parameters on the basis of the new channel coefficients provided by the channel estimator (6), the reference symbols and the received data symbols, wherein a Output of the IQ tracking unit (7) is connected to an input of the IQ correction circuit (3).
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass16. The apparatus of claim 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
- eine IQ-Vorverzerrungseinheit (5) für die Durchführung einer IQ-Vorverzerrung an den von dem Symbolentscheider (4) gelieferten Referenzsymbolen anhand der aktualisierten IQ- Verzerrungsparameter, wobei - die IQ-Vorverzerrungseinheit (5) einen ersten, mit dem- An IQ predistortion unit (5) for performing an IQ predistortion on the reference symbols supplied by the symbol decider (4) on the basis of the updated IQ distortion parameters, wherein - the IQ predistortion unit (5) has a first, with which
Ausgang des Symbolentscheiders (4) verbundenen Eingang und einen zweiten, mit einem Ausgang der IQ-Nachführungseinheit (7) verbundenen Eingang und einen mit dem Kanalschätzer (6) verbundenen Ausgang aufweist.Output of the symbol decision (4) connected input and a second input connected to an output of the IQ tracking unit (7) and an output connected to the channel estimator (6).
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h17. The apparatus of claim 15 or 16, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
- eine Mittelungseinheit (8) für die Durchführung einer Mittelung der auf der Basis der bei der KanalSchätzung ermittelten neuen Kanalkoeffizienten, der Referenzsymbole und der empfangenen Datensymbole ermittelten IQ- Verzerrungsparameter mit den in einem oder mehreren vorherigen Iterationsschritten ermittelten IQ- Verzerrungsparameter, wobei - ein Eingang der Mittelungseinheit (8) mit einem Ausgang der IQ-Nachführungseinheit (7) verbunden ist und ein Ausgang der Mittelungseinheit (8) mit einem Eingang der IQ-Korrekturschaltung (3) und einem Eingang der IQ-Vorverzerrungs- einheit (5) verbunden ist.- An averaging unit (8) for performing an averaging of the IQ distortion parameters determined on the basis of the new channel coefficients determined in the channel estimation, the reference symbols and the received data symbols with the IQ distortion parameters determined in one or more previous iteration steps, whereby - an input the averaging unit (8) is connected to an output of the IQ tracking unit (7) and an output of the averaging unit (8) is connected to an input of the IQ correction circuit (3) and an input of the IQ predistortion unit (5).
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h18. Device according to one of claims 13 to 15, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
- einem KanalSchätzer (1) , dessen Eingang die empfangenen Datensymbole zuführbar sind und an dessen Ausgang die durch die KanalSchätzung ermittelten Kanalkoeffizienten geliefert werden . - A channel estimator (1), the input of which can be supplied with the received data symbols and at whose output the channel coefficients determined by the channel estimate are supplied.
19 . Vorrichtung nach Anspruch 18 , g e k e n n z e i c h n e t d u r c h19th Apparatus according to claim 18, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
- einen Umschalter, durch den der Eingang des Kanalentzerrers (2) mit dem Ausgang des Kanalschätzers (1) oder dem Ausgang des KanalSchätzers (6) verbunden wird.- A changeover switch through which the input of the channel equalizer (2) is connected to the output of the channel estimator (1) or the output of the channel estimator (6).
20. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 9 bis 12, mit20. Device for performing the method according to one of claims 9 to 12, with
- einer IQ-Korrekturschaltung (10) zur IQ-Entzerrung der empfangenen Datensymbole,- an IQ correction circuit (10) for IQ equalization of the received data symbols,
- einem mit dem Ausgang der IQ-Korrekturschaltung (10) verbundenen KanalSchätzer (11) zur Erzeugung von Kanalkoeffizienten,- a channel estimator (11) connected to the output of the IQ correction circuit (10) for generating channel coefficients,
- einem Kanalentzerrer (12) zur Entzerrung der empfangenen Datensymbole auf der Basis der von dem Kanalschätzer (11) gelieferten Kanalkoeffizienten,a channel equalizer (12) for equalizing the received data symbols on the basis of the channel coefficients provided by the channel estimator (11),
- einem Symbolentscheider (13) zur Durchführung eines Symbolentscheidungsprozesses über die von dem Kanalentzerrer (12) gelieferten Datensymbole, - einem IQ-Schätzer (14) zur Erzeugung von IQ- Verzerrungsparametern auf der Basis der von dem Symbolentscheider (13) gelieferten Referenzsymbole und der von dem Kanalschätzer (11) gelieferten Kanalkoeffizienten, der Referenzsymbole und der empfangenen Datensymbole, wobei ein Ausgang des IQ-Schätzers (14) mit einem Eingang der IQ- Korrekturschaltung (10) verbunden ist. - a symbol decision maker (13) for carrying out a symbol decision process via the data symbols supplied by the channel equalizer (12), - an IQ estimator (14) for generating IQ distortion parameters on the basis of the reference symbols supplied by the symbol decision maker (13) and by the channel coefficient (11) supplied to the channel estimator, the reference symbols and the received data symbols, an output of the IQ estimator (14) being connected to an input of the IQ correction circuit (10).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8656243B2 (en) * 2010-01-13 2014-02-18 Intel Mobile Communications GmbH Radio receiver and method for channel estimation

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998032221A1 (en) * 1997-01-17 1998-07-23 Ericsson Inc. Method and apparatus for compensating for imbalances between quadrature signals
US6442217B1 (en) * 2000-05-22 2002-08-27 Sicom, Inc. Digital communication receiver with digital, IF, I-Q balancer

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998032221A1 (en) * 1997-01-17 1998-07-23 Ericsson Inc. Method and apparatus for compensating for imbalances between quadrature signals
US6442217B1 (en) * 2000-05-22 2002-08-27 Sicom, Inc. Digital communication receiver with digital, IF, I-Q balancer

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANDREAS SCHUCHERT: "Verfahren der digitalen Kompensation von Unsymmetrien der analogen Quadraturmischung in OFDM-Empfängern", DISSERTATION, 2001, Bergische Universität - Gesamthochschule Wuppertal, pages 1 - 141, XP002266752, Retrieved from the Internet <URL:http://elpub.bib.uni-wuppertal.de/edocs/dokumente/fb13/diss2001/schuchert;internal&action=buildframes.action> [retrieved on 20040113] *
L. BRÖTJE, S. VOGELER, K.-D. KAMMEYER: "Estimation and Correction of transmitter-caused I/Q Imbalance in OFDM Systems", 7TH INTERNATIONAL OFDM WORKSHOP, 10 September 2002 (2002-09-10) - 11 September 2002 (2002-09-11), Hamburg, XP002266751 *

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