УМЕНЬШЕНИЕ КВАДРАТУРНОГО ДИСБАЛАНСА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕСМЕЩЕННЫХ ОБУЧАЮЩИХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ Российский патент 2012 года по МПК H04L27/26 

Притязание на приоритет в соответствии с 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.

Уровень техники

Область техники, к которой относится изобретение

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.

Описание предшествующего уровня техники

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).

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.

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.

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.

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 H_Q 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.

Предположим, что ошибки малы:

(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:

в тракте I: (1+2ε)cos(θ)+2ε.sin(θ);

в тракте Q: sin(θ).

Ошибки приводят к неправильной интерпретации положений символов в сигнальном созвездии квадратурной модуляции, что, в свою очередь, приводит к некорректно демодулируемым данным.

Сущность изобретения

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.

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.

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.

В одном аспекте генерируют несмещенную обучающую последовательность как пару сигналов, включающую в себя комплексный опорный сигнал (p) на частоте +f и комплексный зеркальный сигнал (p_m) на частоте -f. Способ позволяет свести произведение (p·p_m) к нулю.

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 (h_u) канала.

Дополнительные детали описанных выше способов, систем для генерирования несмещенных обучающих последовательностей и расчета несмещенных оценок канала и варианты этих систем и способов представлены ниже.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показана блок-схема устройства предварительной обработки традиционного приемника (предшествующий уровень техники).

На фиг. 2 показана схема, иллюстрирующая квадратурный дисбаланс на стороне приемника (предшествующий уровень техники).

На фиг. 3 показана блок-схема, представляющая примерную систему передачи данных.

На фиг. 4 показана блок-схема системы или устройства для передачи несмещенной обучающей последовательности для передачи данных.

На фиг. 5A показана схема, представляющая несмещенную обучающую последовательность, представленную как во временной области, так и в частотной области.

На фиг. 5B и 5C показаны схемы, представляющие однородное накопление мощности, равномерно распределенной в комплексной плоскости.

На фиг. 6 показана схема, представляющая несмещенную обучающую последовательность, используемую как последовательность пилотных тонов во временной области.

На фиг. 7 показана схема, представляющая несмещенную обучающую последовательность, используемую как преамбулу, предшествующую непредопределенным данным передачи.

На фиг. 8 показана схема, представляющая несмещенную обучающую последовательность, используемую путем усреднения символов для множества сообщений.

На фиг. 9 показана блок-схема, представляющая устройство обработки, предназначенное для передачи несмещенной обучающей последовательности для передачи данных.

На фиг. 10 показана блок-схема системы расчета несмещенной оценки канала.

На фиг. 11 показана блок-схема, представляющая устройство обработки, предназначенное для расчета несмещенной оценки канала.

На фиг. 12 представлены рабочие характеристики, достигнутые благодаря применению описанных выше алгоритмов для стандарта WiMedia UWB.

На фиг. 13 показана блок-схема, иллюстрирующая способ передачи несмещенной обучающей последовательности для передачи данных.

На фиг. 14 показана блок-схема, иллюстрирующая способ расчета несмещенной оценки канала.

Подробное описание изобретения

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 (p_m) на частоте -f, с нулевым произведением (p·p_m). Например, в момент времени i=1 произведение (p₁·p_1m)=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 (p_m) и сводит к нулю сумму произведений (P_i·P_im). Другими словами, сумма (P_i·P_im)=0 для i от 1 до N. Следует отметить, что символ "точки" между P_i·P_im представляет обычную операцию умножения между скалярными числами.

Аналогично, когда передатчик генерирует i экземпляров опорного сигнала и зеркального сигнала, значения p и p_m пары сигналов могут, но не обязательно, изменяться для каждого экземпляра. Например, передатчик может сводить к нулю сумму произведений (p_i·p_im) путем генерирования информации в виде комплексного значения, которое остается постоянным для каждого экземпляра, для представления p. Для представления p_m 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 (p_i·p_im) может быть сделано равным нулю.

В другом аспекте передатчик генерирует i экземпляров опорного сигнала (p) и зеркального сигнала (p_m) и произведение (p_i·p_im) для каждого экземпляра. Передатчик сводит в пары эти экземпляры и делает равным нулю сумму произведений от каждого экземпляра пары.

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 (p_i·p_im)=0, для i от 1 до N. Для одного конкретного решения пилотные тоны сводят в пары для i=1 и 2. Таким образом, p₁·p_1m+p₂·p_2m=0. Аналогично, пилотные тоны для i=3 и 4 могут быть сведены в пары следующим образом: p₃·p_3m+p₄·p_4m=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 p_i·p_im=0. Сведение в пары упрощает проблему обнуления. Вместо поиска N пилотных сигналов, которые удовлетворяют sum p_i·p_im=0, достаточно, чтобы можно было обнулить 2 пары пилотных сигналов.

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·p_1m+p₂·p_2m=0.

В качестве альтернативы несмещенная обучающая последовательность может включать в себя:

Время 1: p₁ для +f и p_1m для -f;

Время 2: p₂ для +f и p_2m для -f;

Время 3: p₃ для +f и P_3m для -f; и

Время 4: p₄ для +f и p_4m для -f.

Несмещенная обучающая последовательность может быть получена путем усреднения. Принцип несмещенной обучающей последовательности диктует, что пилотный сигнал должен удовлетворять следующему уравнению:

p₁·p_1m+p₂·p_2m+p₃·p_3m+p₄·p_4m=0.

В качестве варианта несмещенная обучающая последовательность может быть организована следующим образом:

p₁·p_1m+p₂·p_2m=0 и p₃·p_3m+p₄·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.

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.

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 p_i·p_im=0, как описано выше. При использовании анализа наихудшего случая усредняют L пилотных символов, каждый из которых имеет однородную накопленную мощность, следующим образом:

|sum p_i·p_im|=sum|p_i|²⁼L.

Если L составляет 100%, и если |sum p_i·p_im|=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.

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.

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.

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.

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:

sum a_i(k)·a_i(k)=0,

где k представляет собой количество выборок на период символов. Следует отметить, что "точка" между символами a_i и a_i предназначена для представления обычной операции умножения между скалярными числами.

Следовательно, символ a_i типично представляет собой поднесущую с периодической формой колебаний, а не имеет какое-либо одно конкретное значение. Таким образом, a_i изменяется с течением времени и может быть представлен как a_i(t). Однако если получены t выборок, символ может быть представлен как a_i(kT) или a_i(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:

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.

Если рассмотреть альтернативно, формула sum a_i·a_i=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:

Эта мощность остается постоянной для всех φ, если и только если sum a_i·a_i=0.

Можно показать, что формула в частотной области (sum p_i·p_im=0) эквивалентна sum a_i·a_i=0. Сигнал во временной области, соответствующий p_i и p_im, представляет собой:

поскольку p_i модулирует +f и p_im модулирует -f.

В пределах одного символа i интеграл по времени a_i·a_i представляет собой:

поскольку exp(j4πft) поворачивается несколько раз и исчезает при интегрировании в один символ.

Тогда a_i·a_i, собранное в одном символе, равно p_i·p_im. Если просуммировать все символы:

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.

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.

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.

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.

В одном аспекте приемник 1002 принимает несмещенную обучающую последовательность с множеством одновременно принятых предопределенных опорных сигналов (p_n). Например, приемник может принимать сообщение с P пилотными символами (на период символа), см. фиг. 6. Приемник 1002 генерирует множество обработанных символов (y_n) из соответствующего множества опорных сигналов, умножает каждый обработанный символ на его соответствующую сопряженную величину опорного сигнала, получает множество оценок (h_un) канала и усредняет оценку (h_un) 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.

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.

При сравнении фиг. 10 с фиг. 6 можно видеть, что приемник 1002 принимает несмещенную обучающую последовательность с временной последовательностью из n предопределенных опорных сигналов (p_n). Приемник 1002 генерирует временную последовательность из n обработанных символов (y_n) 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 (h_un) канала и усредняет n оценок канала.

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 (p_m) с комплексным значением на частоте -f, где произведение (p·p_m) равно нулю, см. фиг. 5. Кроме того, приемник может принимать несмещенную обучающую последовательность как i экземпляров опорного сигнала (p) и зеркального сигнала (p_m), где сумма произведений (p_i·p_im) равна нулю. В одном варианте приемник 1002 принимает i экземпляров опорного сигнала и зеркального сигнала, где значения p и p_m пары сигналов изменяются для каждого экземпляра. В других вариантах приемник принимает несмещенную обучающую последовательность как i экземпляров опорного сигнала (p) и зеркального сигнал (p_m) и генерирует произведение (p_i·p_im) 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 (p_i·p_im) обнуляют следующим образом. Информацию принимают как комплексное значение, которое остается постоянным для каждого экземпляра, представляющего p. Информацию, представляющую p_m, принимают как комплексное значение, которое поворачивается на 180 градусов для каждого экземпляра.

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 (y_c) для данных коммуникации в каждый период символа. Таким образом, генерируют (N-P) обработанных символов. Приемник экстраполирует оценки каналов для каждого обработанного символа (y_c), 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.

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 (y_c) для каждого символа данных коммуникации и умножает каждый обработанный символ на несмещенную оценку канала, для вывода передаваемого символа (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.

В другом аспекте несмещенная обучающая последовательность, принятая приемником, может быть выражена как временная последовательность из i комплексных символов (a) во временной области следующим образом:

где k представляет собой количество выборок на период символа.

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.

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 (h_u) 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.

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.

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.

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.

Функциональное описание

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.

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.

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.

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.

Модель IQ дисбаланса

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.

Сигналы во временной области

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.

где

представляют собой комплексные величины, моделирующие дисбаланс α≈1 и β≈0. Нелинейную модель (1) линеаризуют через векторную форму:

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 B_t, и в приемнике определена по B_r.

Канал c одним ответвлением

Рассматривают канал с одним ответвлением, пригодный для OFDM. Канал h с одним ответвлением в соответствующей матричной форме представляет собой следующее:

При дисбалансе в передатчике и приемнике, и при среднем белом Гауссовском шуме (AWGN) n, векторная форма N= принятого сигнала выражается как конкатенация линейных блоков

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.

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) и

Если x ограничивается уникальной осью, IQ дисбаланс исчезает, становясь интегральной частью общего отклика канала.

Сигналы в области частот

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, xe^J2πft. После замены членов в уравнении (1) получают следующее:

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 x_m представляет собой сигнал, передаваемый на частоте -f, где индекс m обозначает величину на зеркальной частоте -f, тогда на частоте -f получают следующее:

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.

Если выход уравнений (7) и (8) скомбинировать для каждой поднесущей, соблюдается следующее:

Если исключить поднесущие (автоматически обрабатываются FFT), функция линейной модели сигналов на +f и -f может быть записана как:

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 h_m на частоте -f моделируют с помощью матрицы

AWGN шум n на частоте f и n_m на частоте -f формируют вектор N= шумов. Модель из конца в конец представляет собой:

где h', h_m' представляют собой отведения глобального канала, и β', β_m' представляют собой глобальные параметры дисбаланса. Параметры дисбаланса изменяются при изменении каналов и может потребоваться регулярная их оценка.

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.

Обычная оценка канала

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.

Модель (12) индуцируют с помощью пилотных тонов. На частоте +f передают пилотный сигнал р, и на частоте -f пилотный сигнал p_m. 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*:

В результате усреднения нескольких наблюдений канала автоматически уменьшают шумы (для ясности представления устранение поворота шумов здесь не представлено). Что касается члена β′_mp_m*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 p_m*. Вместо этого выполняют следующее: после накопления ряда наблюдений обнуляют сумму произведений:

Часто обучающая последовательность состоит из четного количества символов, и этого достаточно для обеспечения того, что сумма каждой пары будет равна нулю

Таблица 1
Примеры несмещенных обучающих последовательностей P₂=jp₁ Второй обучающий символ представляет поворот на 90 градусов первого обучающего символа P₂=p₁,
p_2m=-p_1m Для положительных частот поддерживают фиксированный пилотный сигнал, для отрицательных частот постоянно инвертируют знак

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.

В качестве доказательства рассмотрим комплексное скалярное число с единичной нормой , посередине между p_i и p_im. Во временной области пилотный сигналы суммируют до 2a_icos(2πft+θ). Во временной области и в заданном символе OFDM, 2 зеркальных пилотных сигнала охватывают единственное направление, определенное комплексной константой a_i. Если передают L символов, общая (или средняя, или накопленная) мощность в направлении φ представляет собой . Эта мощность является постоянной в любом направлении φ, если и только если . При этом достигается равномерный охват в комплексной плоскости.

Оценка IQ дисбаланса

После оценки глобального канала h' рассмотрим оценку параметра β_m' 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, β_m' можно рассматривать как "канал", по которому передают пилотный сигнал p_m*. Следовательно, путем устранения поворота на p_m может быть получена оценка дисбаланса. Условие для несмещенной оценки дисбаланса идентично уравнению (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).

Таблица 2
Алгоритм оценки H' β_m' Устранить поворот на p* Устранить поворот на p_m

Сглаживание по соседним поднесущим

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.

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).

Оптимальный эстиматор

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).

Эстиматор наименьших квадратов

L передач X_i, L членов N_i шумов и L наблюдений Y_i могут быть соответствующим образом конкатенированы матрицей размером 2 на L:

Затем уравнение (12) становится следующим:

Неизвестное представляет собой H'. Эстиматор LS представляет собой:

Когда условие (14) удовлетворяется, легко проверить что XX^H представляет собой диагональ (поперечные члены исчезают). Она пропорциональна единичной матрице, поскольку пилотные сигналы нормализуют до единичной нормы. Затем

представляет точно четыре обычные оценки канала с устранением поворота соответственно на p_i*, p_im, p_im* и p_i, как описано в предыдущем разделе. Две оценки получают для частоты f и две оценки получают для зеркальной частоты -f.

Оптимальный эстиматор

Несмещенные обучающие последовательности и обычные оценки канала представляют собой эстиматор LS. Но любой эстиматор 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 ) в L-мерном пространстве. Мы обозначили как _j, _j и _j соответственно ряд j из , и , где j{1,2}. Модели (12) и (17) могут быть записаны следующим образом

Здесь использовали 2 передачи, в каждой из которых применяли 2 вектора ₁, 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 ₁, ₂. В множестве систем OFDM в настоящее время используют очень скудное число типов обучающих последовательностей, где 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.

Для расчета среднеквадратических ошибок (MSE, СКО) ошибка оценки представляет собой , 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 и . Если предположить, что представляет собой единичную матрицу, или, в более общем случае, диагональную матрицу с элементами σ² и σ_m ², можно показать, что MSE и соответственно представляют собой первый и второй диагональные элементы И для и MSE соответственно представляет собой первый и второй диагональные элементы

Общее значение MSE представляет собой . Теперь задача состоит в том, чтобы определить , который сводит к минимуму которое подвергают ограничению, состоящему в том, что общая мощность пилотного сигнала остается постоянной, то есть . Используя собственное разложение, задача может быть записана как минимизация ∑1/λ_j при условии, что ∑λ_j является константой. Задачу решают с помощью множителей Лагранжа, и она типично имеет оптимальное решение, когда все собственные значения равны друг другу. Это означает, что пропорционально единичной матрице.

Общее значение MSE было минимизировано, и полученное в результате значение MSE на элемент составляет либо σ²/L или σ_m ²/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.

Компенсация IQ дисбаланса

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.

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 x_m его значением получают следующее:

где представляет собой увеличение шумов. Примечание: предполагается, что член дисбаланса второго порядка β'*β_m'<<h'h_m'*. Когда такая аппроксимация недействительна, рассматривают скорректированный канал , что приводит к получению точной оценки канала и параметров дисбаланса.

В основном, технология ZF состоит в расчете:

Путем вычитания величины зеркальной частоты (B_m'/h_m')y_m из принятого сигнала y получают простую модель канала без IQ дисбаланса. Остальная часть цепи декодирования остается без изменений.

Такое решение хорошо работает, если только увеличение шумов будет слабее, чем исходная интерференция из-за IQ дисбаланса, то есть |n'|²<|β_m'x_m*|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:

Когда соотношение сигнал/шум SNR_m 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 SNR_m>2 хорошо работает для WiMedia UWB. Следует отметить, что SNR_m обычно может быть получено из глобального SNR, используя формулу SNR_m=|h_m'|²SNR.

В Таблице 3 кратко представлен алгоритм ZF с исключением увеличения шумов.

Таблица 3
Алгоритм компенсации SNR_m<1+δ SNR_m>1+δ z=y z=y-(β_m'/h_m')y_m

Результаты моделирования

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.

Таблица 4
WiMedia UWB: потери из-за IQ дисбаланса при PER 10^-2 Текущий стандарт Несмещенное обучение Компенсация 3,1 дБ 1,1 дБ 0,35 дБ

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 (p_m) с комплексным значением на частоте -f. Этап 1302d сводит к нулю произведение (p·p_m).

Например, i экземпляров опорного сигнала (p) и зеркального сигнала (p_m) могут быть сгенерированы, и сумму произведений (p_i·p_im) сводят к нулю. Генерирование i экземпляров опорного сигнала и зеркального сигнала может включать в себя генерирование значений p и p_m пары сигналов, которые изменяются для каждого экземпляра. В одном аспекте сумма произведений (p_i·p_im) может быть сведена к нулю путем генерирования информации как комплексного значения, которое остается постоянным для каждого экземпляра, для представления p. Для представления p_m информация может быть сгенерирована как комплексное значение, которое поворачивается на 180 градусов в каждом экземпляре.

В качестве другого примера может быть сгенерировано i экземпляров опорного сигнала (p) и зеркального сигнала (p_m), и произведение (p_i·p_im) 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.

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.

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.

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:

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.

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.

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 (h_u) канала.

В одном аспекте прием несмещенной обучающей последовательности на этапе 1402 включает в себя прием несмещенной обучающей последовательности с множеством одновременно принятых предопределенных опорных сигналов (p_n). Генерирование обработанного символа (y) на этапе 1404 включает в себя генерирование множества обработанных символов (y_n) 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 (h_un) канала и усредняет оценку (h_un) канала для каждого значения 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.

В другом аспекте на этапе 1402 принимают несмещенную обучающую последовательность с временной последовательностью из n предопределенных опорных сигналов (p_n), 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 (y_n) 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 (h_un); и усредняют n оценок канала.

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 (p_m) комплексного значения на частоте -f, где произведение (p·p_m) равно нулю. Например, могут быть приняты i экземпляров опорного сигнала (p) и зеркального сигнала (p_m), где сумма произведения (p_i·p_im) равна нулю. Кроме того, значения p и p_m пары сигналов, которые изменяются для каждого экземпляра. В другом варианте сумму произведений (p_i·p_im) 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 p_m.

В качестве другого примера могут быть приняты i экземпляров опорного сигнала (p) и зеркального сигнала (p_m), и произведение (p_i·p_im) генерируют для каждого экземпляра. Экземпляры затем сводят в пары, и сумму произведений для каждого сведенного в пару экземпляра сводят к нулю.

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 (y_c) для данных коммуникации в каждом периоде символа. На этапе 1410 экстраполируют оценки каналов для каждого обработанного символа (y_c), полученного из несмещенных оценок опорного канала. На этапе 1412 умножают каждый обработанный символ (y_c) на экстраполированную оценку канала для вывода передаваемого символа (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 (y_c) для каждого символа данных коммуникации, и на этапе 1414 умножают каждый обработанный символ на несмещенную оценку канала для извлечения передаваемого символа (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:

sum a_i(k)-a_i(k)=0,

где k представляет количество выборок на период символа.

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.

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.

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.

Изобретение относится к области передачи и приема данных с использованием несмещенной обучающей последовательности с квадратурной модуляцией. Достигаемый технический результат - уменьшение дисбаланса между квадратурными трактами для устранения ошибок. Предложены система и способ для передачи несмещенной обучающей последовательности связи. В способе генерируют несмещенную обучающую последовательность в передатчике с квадратурной модуляцией. Несмещенная обучающая последовательность представляет однородную накопленную мощность, равномерно распределенную в комплексной плоскости. В результате обучающую информацию, имеющую накопленную мощность, во временной области передают через тракт синфазной (I) модуляции. Обучающую информацию, имеющую накопленную мощность, равную мощности в тракте I модуляции, во временной области передают через тракт квадратурной (Q) модуляции. Также предусмотрены система и способ для расчета несмещенной оценки канала по принятой несмещенной обучающей последовательности. 14 н. и 57 з.п. ф-лы, 14 ил.

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.

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.

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.

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.

5. Способ по п.4, в котором каждый опорный символ отличается от соседних опорных символов.

6. Способ по п.4, в котором каждый опорный символ является таким же, как соседние опорные символы.

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.

8. Способ по п.1, в котором обучающая последовательность имеет нечетное число символов.

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.

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.

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 (h_u) канала на основе принимаемой обучающей последовательности.

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.

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.

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.

15. Способ по п.14, в котором каждый опорный символ отличается от соседних опорных символов.

16. Способ по п.14, в котором каждый опорный символ является таким же, как соседние опорные символы.

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.

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.

19. Способ по п.11, в котором обучающая последовательность имеет нечетное число символов.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

26. Система по п.25, в которой каждый опорный символ отличается от соседних опорных символов.

27. Система по п.25, в которой каждый опорный символ является таким же, как соседние опорные символы.

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.

29. Способ по п.22, в котором обучающая последовательность имеет нечетное число символов.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

36. Система по п.35, в которой каждый опорный символ отличается от соседних опорных символов.

37. Система по п.35, в которой каждый опорный символ является таким же, как соседние опорные символы.

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.

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.

40. Система по п.32, в которой обучающая последовательность имеет нечетное число символов.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

49. Устройство по п.48, в котором каждый опорный символ отличается от соседних опорных символов.

50. Устройство по п.48, в котором каждый опорный символ является таким же, как соседние опорные символы.

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.

52. Устройство по п.45, в котором обучающая последовательность имеет нечетное число символов.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

59. Устройство по п.58, в котором каждый опорный символ отличается от соседних опорных символов.

60. Устройство по п.58, в котором каждый опорный символ является таким же, как соседние опорные символы.

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.

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 (у_с) для каждого символа данных коммуникации и средство для умножения каждого обработанного символа на оценку канала для извлечения передаваемого символа (х).

63. Устройство по п.55, в котором обучающая последовательность имеет нечетное число символов.

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.

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.

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.

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.

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 (h_u), при этом прием несмещенной обучающей последовательности включает в себя прием несмещенной обучающей последовательности с множеством одновременно принятых предопределенных опорных сигналов (p_n); причем генерирование обработанного символа (y) включает в себя генерирование множества обработанных символов (y_n) 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 (h_un) канала и усреднение оценки (h_un) канала для каждого значения 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 (h_u), при этом приемник сконфигурирован для приема несмещенной обучающей последовательности посредством приема несмещенной обучающей последовательности с множеством одновременно принятых предопределенных опорных сигналов (p_n); причем процессор сконфигурирован для генерирования обработанного символа (y) посредством генерирования множества обработанных символов (y_n) 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 (h_un) канала и усреднения оценки (h_un) канала для каждого значения 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 (h_u), при этом прием несмещенной обучающей последовательности включает в себя прием несмещенной обучающей последовательности с множеством одновременно принятых предопределенных опорных сигналов (p_n); причем генерирование обработанного символа (у) включает в себя генерирование множества обработанных символов (y_n) 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 (h_un) канала и усреднение оценки (h_un) канала для каждого значения 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 (h_u), при этом средство для приема содержит средство для приема несмещенной обучающей последовательности с множеством одновременно принятых предопределенных опорных сигналов (p_n); причем средство для обработки содержит средство для генерирования множества обработанных символов (y_n) 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 (h_un) канала и средство для усреднения оценки (h_un) канала для каждого значения n.