DE69711247T2

DE69711247T2 - Interferenzunterdrückung durch signalkombination mit einer frequenzkorrektur

Info

Publication number: DE69711247T2
Application number: DE69711247T
Authority: DE
Inventors: E. Bottomley; J. Molnar
Original assignee: Ericsson Inc
Current assignee: Ericsson Inc
Priority date: 1996-12-16
Filing date: 1997-12-12
Publication date: 2002-10-24
Anticipated expiration: 2017-12-13
Also published as: DE69711247D1; AU5607198A; EP1010260B1; US5878093A; TW353834B; WO1998027671A1; CN1203628C; CA2275615A1; CN1246225A; EP1010260A1; JP2001506459A; BR9713718A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Technisches Gebiet der Erfindung

De vorliegende Erfindung betrifft einen Prozess zur Fremdstörunterdrückungsvereinigung (Interference Rejection Combining, IRC) von empfangenen Funksignalen und insbesondere die Korrektur einer gemeinsamen Frequenzabweichung, die bezüglich des Fremdstörunterdrückungsvereinigungsprozesses für von mehreren Antennen empfangene Funksignale beobachtbar ist.

Beschreibung des technischen Gebiets

Es wird Bezug genommen auf Fig. 1, die ein Blockdiagramm eines Kommunikationssystems 10 zeigt. Eine Informationssymbolfolge s(k) ist impulsförmig und ist von einem Funksender 12 einem Funkträger aufmoduliert worden. Das modulierte Sendesignal durchläuft einen Funkfrequenzkanal 14. Ein solches Signal kann während einer solchen Übertragung verloren gehen oder verzerrt werden bedingt durch die Effekte von Mehrwegeschwund und Fremdstörung. Mehrwegeschwund umfasst zwei Grundeffekte: Absorptionsschwund und Zeitdispersion. Absorptionsschwund tritt auf durch das Zusammenspiel von übertragenen Signalen und deren Reflektionen (Echos), die gleichzeitig empfangen werden. Zeitdispersion entsteht, wenn die Echos bezüglich des übertragenen Signals verzögert sind. Fremdstörung ergibt sich aus der Existenz von Rauschen und zu dem übertragenen Signal nicht orthogonalen Signalquellen in der Funkumgebung. Solche Signale werden häufig von Funksendern ausgesandt, die bei derselben Frequenz wie das übertragene Signal betrieben werden (Gleichkanalstörung) oder von Sendern, die bei einer dem übertragenen Signal benachbarten Frequenz betrieben werden (Nachbarkanalstörung).
Das übertragene Signal (einschließlich der Echos und Störungen) wird von einer Vielzahl von Antennen 16 empfangen. Ein jeder Antenne 16 zugeordneter Empfänger 18 filtert das empfangene Signal und mischt es abwärts in eine komplexe Basisbandempfangssignalfolge r(k). Ein Detektor 20 sammelt und verarbeitet die vielen Signalfolgen r(k), um eine Schätzung (k) der ursprünglich übertragenen Informationssymbolfolge s(k) zu erstellen.
Die Betriebsweise des Detektors 20 in einem Fremdstörunterdrückungsvereinigungsmodus (IRC-Modus) zum Ausgeben der Schätzung (k) ist technisch wohlbekannt. Beispielsweise sind eine Anzahl von Implementierungen für den Detektor 20 in dem US-Patent Nr. 5,560,419 mit dem Titel "Method and Apparatus for Interference Rejection Combining in Multiantenna Digital Cellular Communication Systems", mit dem Erfinder Gregory Bottomley offenbart. In Übereinstimmung mit der vorangegangenen Offenbarung werden Kanalabhörungen (channel taps) von dem Dekoder 20 für jede der Antennen 16 geschätzt. Beeinträchtigungskorrelationsmerkmale (impairment correlation properties) werden ebenfalls geschätzt. Dann wird in einem Prozessor eine Verzweigungsmetrik erstellt unter Verwendung der empfangenen Signale r(k), der Kanalabhörungsschätzungen und der Beeinträchtigungskorrelationsschätzungen. Die Verzweigungsmetrik wird dann in einem Folgenschätzalgorithmus verwendet, um eine Schätzung (k) der übertragenen Signalfolge s(k) bereitzustellen.
In dem System 10 ist es wichtig, dass der Sender 12 und die Empfänger 18 gut synchronisiert sind (d. h. phasenangepasst). Es ist ebenfalls wichtig, dass der lokale Frequenzgenerator jedes Empfängers 18 sehr genau auf die Sendefrequenz des Senders 12 eingerastet ist. Es ist eine bekannte Technik, für jeden Empfänger 18 einen Automatikfrequenzsteueralgorithmus (AFC-Algorithmus bzw. Automatic Frequency Control Algorithm) zu implementieren für den Zweck der Berechnung eines Frequenz- und Phasenfehlers für jede Abtastung des empfangenen Signals. Geeignete Korrekturen der Lokaloszillatorfrequenz des Empfängers 18 und der Phase des empfangenen Signals werden dann ausgeführt. Solche Frequenz- und Phasenkorrekturen werden üblicherweise als Teil eines Viterbi-Entzerrer/Symboldetektors in jedem Empfänger 18 bereitgestellt. Ein solcher Empfänger 18 für ein Einzelantennensystem 16 ist in dem US-Patent 5,136,616 offenbart, das am 4. August 1992 für Paul W. Dent herausgegeben wurde. In einer Implementierung eines solchen Automatikfrequenzsteuerempfängers werden für jeden Viterbi- Zustand verschiedene Frequenzschätzer verwendet. Alternativ wird ein Frequenzschätzer entsprechend dem besten Viterbi- Zustand verwendet.
Der vorangegangene einzelantennenimplementierte Automatikfrequenzsteuerprozess wurde für die Verwendung in Multi-Antennenkommunikationssystemen erweitert, wie das System 10 der Fig. 1, das eine Fremdstörunterdrückungsvereinigungsverarbeitung hat (IRC). Die Verwendung unabhängiger Automatikfrequenzsteuerverarbeitungen bezüglich jeder der mehreren Antennen 16 und Empfänger 18 (d. h. an jeder individuellen Empfängerkette) hat jedoch zu einer Verschlechterung der Systemleistungsfähigkeit in Bezug auf Bit-Fehlerraten (siehe Fig. 5A und zugehörige Beschreibung) geführt. Diese Verschlechterung ist insbesondere markant für empfangene Signale mit geringen Dopplergeschwindigkeiten. Entsprechend gibt es einen Bedarf für ein verbessertes Automatikfrequenzsteuerverfahren und eine entsprechende Anordnung, die geeignet sind zur Verwendung im Zusammenhang mit mehr Antennenkommunikationssystemen zum Implementieren von Fremdstörunterdrückungsvereinigungsverarbeitung.
Weiterer interessanter Stand der Technik schließt Backstrom et al. (GB 2,260,454) ein, in dem ein Automatikfrequenzsteuerfunkfrequenzempfänger beschrieben ist, der Antennen-Diversity verwendet. Individuelle Fehlersignale werden empfangen und dann kombiniert, wobei das Kombinationssignal zum Steuern einer Automatikfrequenzsteuerschaltung verwendet wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Um das Vorangegangene Bedürfnis anzusprechen, implementiert die vorliegende Erfindung eine gemeinsame Automatikfrequenzkorrektur auf Empfangssignale, die von einer Vielzahl von Empfängerketten ausgegeben werden. Eine Frequenzabweichung wird berechnet und angewendet auf einer Abtastung-für-Abtastungsbasis auf jedes der empfangenen Signale, um zugehörige frequenzkorrigierte Empfangssignale zu generieren. Diese korrigierten Signale werden dann gesammelt und verarbeitet, um eine Schätzung der ursprünglich übertragenen Informationssymbolfolge zu produzieren.
Die Frequenzabweichung wird für jede Abtastung rückgerechnet innerhalb eines Schlitzes der Empfangssignale und wird bestimmt durch Hinzufügen einer Frequenzabweichungsschätzung, die für einen vorangegangenen Schlitz bestimmt worden ist zu einer Restfrequenzkorrektur, die für eine vorangegangene Abtastung innerhalb des momentanen Zeitschlitzes bestimmt worden ist. Die Frequenzabweichungsabschätzung wird bestimmt durch Hinzufügen der Restfrequenzkorrektur für eine letzte Abtastung in einem Schlitz zu der Frequenzabweichungsschätzung für einen hierzu vorangegangenen Schlitz. Die Restfrequenzkorrektur wird für jede Abtastung innerhalb eines Schlitzes bestimmt durch Bestimmen eines Phasenfehlers zwischen den frequenzkorrigierten Signalen und zugehörigen Symbolerkennungsschätzungen der frequenzkorrigierten Signale und dann Umformen des Phasenfehlers in eine Frequenz.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Ein vollständigeres Verständnis des Verfahrens und der Anordnung der vorliegenden Erfindung kann erhalten werden unter Bezugnahme auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung durch Einbeziehen der zugehörigen Zeichnungen, in denen zeigt:
Fig. 1 (vorstehend beschrieben) ein Blockdiagramm eines Mehrantennenkommunikationssystems gemäß dem Stand der Technik, das eine Automatikfrequenzsteuerung (AFC) implementiert für jede individuelle Empfängerkette und einen Fremdstörunterdrückungsvereinigungsdetektor (IRC- Detektor);
Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Mehrantennenkommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung, das gemeinsame Automatikfrequenzsteuerungen (AFC) implementiert quer über alle Empfängerketten und Fremdstörunterdrückungsvereinigungs-(IRC-) oder Maximalverhältnisvereinigungs-(MRC-)Verarbeitung;
Fig. 3 ein Blockdiagramm eines Abschnittes des Fremdstörunterdrückungsvereinigungsprozessors der Fig. 2;
Fig. 4 ein Flussdiagramm, das den Betrieb der gemeinsamen Automatikfrequenzkorrektureinheit darlegt und einen Vereinigungsprozessor gemäß Fig. 2 und 3; und
Fig. 5A und 5B Diagramme für Verarbeitungssimulationen zum Darlegen von Bit- Fehlerratensystemleistungsfähigkeit unter Verwendung von Mehrantennenkommunikationssystemen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Nun wird Bezug genommen auf Fig. 2, in der ein Blockdiagramm eines Mehrantennenkommunikationssystems 100 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. Eine Informationssymbolfolge s(i) ist impulsförmig und wird von einem Funksender 102 auf einen Funkfrequenzträger aufmoduliert. Das modulierte und gesendete Signal durchläuft einen Funkfrequenzkanal 104. Das übertragene Signal (einschließlich seiner Echos und Fremdsignalstörungen) wird von einer Vielzahl von Antennen (a&sub1;-an) 106 empfangen. Ein jeder Antenne 106 zugeordneter Empfänger 108 filtert das empfangene Signal und mischt es abwärts in eine komplexe Basisbandempfangssignalfolge r(i). Die Empfangssignalfolgen r&sub1;(i), r&sub2;(i), ..., ran(i), die von Empfängern 108 ausgegeben werden, werden gemeinsam von einer Automatikfrequenzkorrektureinheit (AFC-Einheit) 110 verarbeitet, um bezüglich einer gemeinsamen Frequenzabweichung korrigiert zu werden, die quer über die Empfänger vorliegt (d. h., die individuellen Empfängerketten), unter der Annahme, dass die Empfängerketten auf einen gemeinsamen Referenzoszillator eingerastet sind, und um eine Vielzahl von korrespondierenden frequenzkorrigierten Empfangssignal folgen r&sub1;'(i), r&sub2;'(i), ..., ran'(i) auszugeben. Die frequenzkorrigierten Empfangssignalfolgen r&sub1;'(i), r&sub2;'(i), ..., ran'(i) werden dann gesammelt und verarbeitet von einem Fremdstörunterdrückungsvereinigungs-(IRC)- oder Maximalverhältnisvereinigungs-(MRC)-Prozessor 112 zum Produzieren einer Abschätzung (i) der ursprünglich übertragenen Informationssymbolfolge s(i).
Die gemeinsame Automatikfrequenzkorrektureinheit 110 bestimmt eine Frequenzabweichung (foffset), die auf jede der Empfangssignal folgen r&sub1;(i), r&sub2;(i), ..., ran(i) in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung angewendet wird:
foffset = fext(n-1) + foffset(i-1) (1)
wobei: fext(n-1) eine Frequenzabweichungsschätzung umfasst, die von der gemeinsamen Automatikfrequenzkorrektureinheit 110 für einen vorangegangenen Schlitz n-1 bestimmt worden ist und auf einen momentanen Schlitz n (und jede Abtastung i darin) der Empfangssignalfolge r&sub1;(i), r&sub2;(i), ..., ran(i) angewendet wird; und
foffset(i-1) eine Restfrequenzkorrektur umfast, die von dem Prozessor 112 für eine vorangegangen Abtastung i-1 innerhalb des momentanen Schlitzes n der Empfangssignalfolgen r&sub1;(i), r&sub2;(i), ..., ran(i) generiert worden ist und angewendet wird auf eine momentane Abtastung i innerhalb des momentanen Schlitzes der Empfangssignalfolgen r&sub1;(i), r&sub2;(i), ..., ran(i) und
i = 1, 2, ..., N; wobei N die Zahl der Abtastungen in einem einzelnen Schlitz ist.
Entsprechend umfasst das System 100 außerdem eine erste Verzögerung 114, die angeordnet ist, zum Empfangen der momentanen Schlitzfrequenzabweichungsschätzung fext(n), die von der gemeinsamen Automatikfrequenzkorrektureinheit 110 bestimmt ist und zum Verzögern seiner folgenden Eingabe zur gemeinsamen Automatikfrequenzkorrektureinheit als die Frequenzabweichungsschätzung fext(n-1) für den nächsten Schlitz. Das System schließt außerdem eine zweite Verzögerung 116 ein, die zwischen dem Prozessor 112 und der gemeinsamen Automatikfrequenzkorrektureinheit 110 angeordnet ist, um die Restfrequenzkorrektur foffset(i) der momentanen Abtastung zu empfangen und ihre folgende Eingabe zur gemeinsame Automatikfrequenzkorrektureinheit zu verzögern als die Restfrequenzkorrektur foffset(i-1) für die nächste Abtastung.
Die Frequenzabweichungsschätzung fext(n), die von der gemeinsamen Automatikfrequenzkorrektureinheit 110 bestimmt worden ist für einen nächsten Schlitz, bezieht sich auf die Restfrequenzkorrektur foffset(i), die von dem Prozessor 112 generiert worden ist:
fext(n) = fext(n-1) + foffset(N) (2)
wobei: fext(n-1) die Frequenzabweichungsschätzung umfasst, die von der gemeinsamen Automatikfrequenzkorrektureinheit 110 bestimmt worden ist für einen vorangegangenen Schlitz und verwendet worden ist nach der Verzögerung 114 zum Verarbeiten des momentanen Schlitzes; und
foffset(N) die Restfrequenzkorrektur umfast, die von dem Prozessor 112 für die N-te (d. h. die letzte) Abtastung des momentanen Schlitzes generiert worden ist.
Nun wird Bezug genommen auf Fig. 3, die eine Blockdiagramm eines Abschnittes des Prozessors 112 zeigt. Der Prozessor 112 empfängt und verarbeitet die frequenzkorrigierten Empfangssignal folgen r&sub1;'(i), r&sub2;'(i), ..., ran'(i) unter Verwendung einer Folgenschätzung (nicht dargestellt) wohlbekannter Form zum Generieren der Schätzung (i) der Empfangsfolge. Der Prozessor 112 verarbeitet auch die frequenzkorrigierten Empfangssignalfolgen r&sub1;'(i), r&sub2;'(i), ..., ran'(i) zum Generieren der verbleibenden Frequenzkorrektur foffset(i) für jede Abtastung i zur Ausgabe an die Verzögerung 116 (Fig. 2).
Die frequenzkorrigierten Empfangssignalfolgen können folgendermaßen im Vektorformat vorgesehen sein:
ri' = (r&sub1;'(i), r&sub2;'(i)...., ran'(i))
Der Prozessor 112 verwendet einen Abschätzer 120 beim Verarbeiten der frequenzkorrigierten Empfangssignalfolgen r&sub1;'(i), r&sub2;'(i)..., ran'(i) des Vektors ri' zum Abschätzen der Empfangssignale auf der Grundlage von Symbolerfassung und zum Generieren geschätzter Empfangssignalfolgen &sub1;(i), &sub2;(i), ..., an' (i). Die geschätzten Empfangssignalfolgen können folgendermaßen in Vektorformat dargestellt werden:
Die Folgen des Vektors ri' und des Vektors i werden dann angewendet auf einen Phasenfehlerberechnungseinheit 122 zum Berechnen eines Phasenfehlers err(i) für die Abtastung in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung:
err(i) = arg[riH Rzz&supmin;¹(i) i]
wobei Rzz&supmin;¹(i) die Inverse der geschätzten Beeinträchtigungsautokorrelationsmatrix Rzz(i) ist, (zweidimensional), die mit dem IRC- Algorithmus berechnet worden ist; und
riH die konjugiert Transponierte des Vektors ri'.
Eine Kleinwinkel-Approximation für die Phasenfehlerschätzung ist gegeben durch die folgende Gleichung:
In der Praxis dürfte jedoch selbst diese Approximation zu komplex sein, um sie zu implementieren. Ein Verfahren zur Vereinfachung dieser Berechnung ist, eine k-Bit-Division des Nennerteils der Gleichung (4) durchzuführen. Eine noch einfachere Approximation ist es, nur das Signum des Ergebnisses als Schätzung des Phasenfehlers in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung zu verwenden;
err(i) = sign[Im(riH Rzz&supmin;¹(i) i)] (5)
Ein Beispiel des Ansatzes der Verwendung der Gleichung (5) für n Antennen (a&sub1; bis an) unter der Voraussetzung, dass keine Störer vorliegen, wird bereitgestellt in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung:
wobei: Nan die gemessene Rauschleistung an der Antenne an ist (die diagonalen Einträge der Autokorrelationsmatrix Rzz(i) umfassend).
Es wird außerdem darauf hingewiesen, dass in den Fällen, in denen Maximalverhältnis-(Diversity)-vereinigung (MRC) gegenüber Fremdstörunterdrückungsvereinigung vorgezogen wird, der Prozessor 112 statt dessen ein solches Vereinigen (combining) auch implementieren kann unter Einbeziehen des Vorteils der gemeinsamen Automatikfrequenzkorrektur. Für diese Implementierung:
wobei: Nan die gemessene Rauschleistung an der Antenne an ist (die Diagonaleinträge der Autokorrelationsmatrix Rzz(i) umfassend); oder:
Rzz&supmin;¹(i) = I (8)
wobei: I die Identitätsmatrix ist.
Sobald err(i) berechnet ist, wird es von der Phasenfehlerberechnungseinheit 122 ausgegeben an eine Umwandlungseinheit 124, in der die Phase umgewandelt wird in eine Restfehlerkorrektur foffset(i) in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung:
foffset(i) = afc2· err(i)·1/Ts (9)
wobei: afc2 ein Parameter ist, der den maximal zulässigen Wert für foffset(i) einstellt, d. h., eine Beschränkungsfunktion, die die maximale Änderung im Frequenzkorrekturterm der Abtastung i beschränkt; und
Ts die Abtastrate ist.
Die resultierende Restfrequenzkorrektur foffset(i) wird dann von dem Prozessor 112 zu der Verzögerung 116 (Fig. 2) ausgegeben für die nachfolgende Eingabe in der Automatikfrequenzkorrektureinheit 110 zur Verwendung als foffset(i-1) bei der Verarbeitung der nächsten Abtastung.
Nun wird wieder Bezug genommen auf die beiden Fig. 2 und 3 und es wird auch Bezug genommen auf Fig. 4, in der ein Flussdiagramm gezeigt ist zur Darstellung des Betriebs der gemeinsamen Automatikfrequenzkorrektureinheit 110 und des Prozessors 112 bei der Verarbeitung der Empfangssignalfolgen r&sub1;(i), r&sub2;(i), ..., ran(i). Der Betrieb der gemeinsamen Automatikfrequenzkorrektureinheit 110 und des Prozessors 112 geschieht folgendermaßen:
1. Zu Beginn eines Schlitzes, Erhalten von fext(n-1) von der Verzögerung 114 (generiert von der gemeinsamen Automatikfrequenzkorrektureinheit 110 für den vorangegangenen Schlitz);
2. Initialisieren von foffset(i-1) zu Null;
3. Durchlaufen einer Schleife für jede Abtastung i (für i = 1, 2, ..., N) im derzeitigen Schlitz,
a) Erhalten von foffset(i-1) von der Verzögerung 116, wie von dem Prozessor 112 für eine vorangegangene Abtastung des derzeitigen Schlitzes berechnet,
b) Berechnen der Frequenzabweichung (foffset) unter Verwendung von Gleichung (1),
c) Verwenden des berechneten foffset auf die momentane Abtastung der empfangenen Signalfolge r(i) zum Generieren der zugehörigen frequenzkorrigierten Empfangssignal folgen r&sub1;'(i), r&sub2;'(i), ..., ran'(i), und
d) Verarbeiten der frequenzkorrigierten Empfangssignal folgen r&sub1;'(i), r&sub2;'(i), ..., ran'(i) von dem Prozessor 112 zum Produzieren einer Schätzung (i) und auch zum Generieren von foffset(i) zur Ausgabe an die Verzögerung 116;
4. am Ende des Datenschlitzes, Berechnen von fext(n) unter Verwendung von Gleichung (2) und Ausgabe des Ergebnisses an die Verzögerung 114 zur Verwendung in Verbindung mit der Verarbeitung des nächsten Schlitzes; und
5. Zurückkehren zu Schritt 1 oben und Wiederholen für die Verarbeitung des nächsten Schlitzes.
Nun wird Bezug genommen auf Fig. 5A und 5B, in denen Diagramme die Bit-Fehlerratensystemleistungsfähigkeit für die Verarbeitungssimulation darlegen, wenn Mehr- Antennenkommunikationssysteme verwendet werden. Im einzelnen stellt Fig. 5A die Systemleistungsfähigkeit für die Verarbeitungssimulationen dar, wenn in jeder Empfängerkette Automatikfrequenzsteuerung (AFC) unabhängig implementiert ist, wie in der Fig. 1 des Standes der Technik. Demgegenüber stellt Fig. 5B die Systemleistungsfähigkeit der Verarbeitungssimulation dar, wenn eine gemeinsame Automatikfrequenzsteuerung (AFC) implementiert ist quer über die Empfängerketten, wie in Fig. 2. In jeder der Darstellungen betrifft die vertikale Achse die Bit-Fehlerrate (BER) für Systemkommunikationen in logarithmischer Darstellung, während die Horizontalachse das Träger-zu- Störspannungs-Verhältnis (C/I) in Dezibel (dB) betrifft. Es ist nicht überraschend, bei der Betrachtung der Diagramme zu bemerken, dass mit zunehmendem Träger-zu-Störspannungs- Verhältnis die Bit-Fehlerrate abnimmt.
Nun wird speziell auf Fig. 5A Bezug genommen, in der zwei Systembetriebsmodi dargestellt sind. Im ersten Modus, dessen Systembetrieb durch die Volllinien 150 dargestellt ist, wird keine Verwendung von der Automatikfrequenzkorrektur (AFC) gemacht, weil eine perfekte Kenntnis des Frequenzfehlers angenommen wird. Im zweiten Modus jedoch, dessen Systembetrieb durch die unterbrochenen Linien 152 dargestellt ist, ist eine unabhängige Automatikfrequenzkorrektur implementiert in jeder Empfängerkette. Für jeden der beiden Modi sind drei Betriebsszenarien dargestellt. In einem ersten Szenario, das mit dem Zusatz "a" gekennzeichnet ist, wird keine Frequenzstörunterdrückungsvereinigung (IRC) implementiert. In einem zweiten Szenario, das mit dem Zusatz "b" gekennzeichnet ist, ist ein erster (IRC = 1) Vollkorrelationsmatrixschätzungs- Fremdstörunterdrückungsvereinigungsansatz implementiert. Schließlich ist in einem dritten Szenario, das mit dem Zusatz "c" gekennzeichnet ist, ein zweiter (IRC = 3) Suboptimalkorrelationsmatrixschätzungs- Fremdstörunterdrückungsvereinigungsansatz implementiert. Das Diagramm in der Fig. 5A veranschaulicht, dass die Systemleistungsfähigkeit geringer ist gegenüber der unter Annahme perfekter Kenntnis des Frequenzfehlers, wenn unabhängiges AFC in jeder Empfängerkette implementiert ist kombiniert mit Fremdstörunterdrückungsvereinigung (siehe Volllinien 150b und 150c verglichen mit unterbrochenen Linien 152b und 152c).
Nun wird speziell auf Fig. 5B Bezug genommen, in dem wieder zwei Systembetriebsmodi dargelegt sind. Wie zuvor wird in dem ersten Modus, dessen Systembetrieb durch Volllinien 154 dargestellt ist, keine Automatikfrequenzkorrektur (AFC) vorgenommen, weil perfekte Kenntnis des Frequenzfehlers angenommen wird. Im zweiten Modus jedoch, dessen Systembetrieb durch unterbrochene Linien 156 dargestellt ist, wird eine gemeinsame Automatikfrequenzkorrektur quer über die Empfängerketten in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung implementiert. Noch einmal, wie zuvor, werden drei Szenarien für jeden der beiden Modi dargestellt. In einem ersten Szenario, das mit einem Zusatz "a" gekennzeichnet ist, ist keine Fremdstörunterdrückungsvereinigung implementiert. In einem zweiten Szenario, das mit dem Zusatz "b" gekennzeichnet ist, ist ein erster Vollkorrelationsmatrixschätzungs - Fremdstörunterdrückungsvereinigungsansatz (IRC = 1) implementiert. Schließlich ist in einem dritten Szenario, das mit dem Zusatz "c" gekennzeichnet ist, ein zweiter Suboptimalkorrelationsmatrixschätzungs - Fremdstörunterdrückungsvereinigungsansatz (IRC = 3) implementiert. Das Diagramm der Fig. 5B legt dar, dass Systemleistungsfähigkeit nicht signifikant abnimmt (siehe im Vergleich zu Fig. 5A), wenn der gemeinsame AFC-Ansatz der vorliegenden Erfindung implementiert ist. Tatsächlich zeigen die Verarbeitungssimulationen an, dass die Systemleistungsfähigkeit unter Verwendung gemeinsamer AFC in Kombination mit Fremdstörunterdrückungsvereinigungsansätzen die Leistungsfähigkeit erreicht, wenn perfekte Kenntnis des Frequenzfehlers angenommen wird (siehe Volllinien 154b und 154c im Vergleich zu unterbrochenen Linien 156b und 156c).

Claims

1. Vorrichtung zum Verarbeiten eines Rundsendesignals, das eine Informationssymbolfolge darstellt, umfassend:

eine erste Antenne (106) zum Empfangen des Rundsendesignals;

einen ersten Empfänger 108, der mit der ersten Antenne verbunden ist zur Verarbeitung des empfangenen Rundsendesignals, um ein erstes Empfangssignal auszugeben;

eine zweite Antenne zum Empfangen des Rundsendesignals; und

einen zweiten Empfänger, der mit der zweiten Antenne verbunden ist zum Verarbeiten des empfangenen Rundsendesignals, um ein zweites Empfangssignal auszugeben, wobei jedes der ersten und zweiten Empfangssignale eine Vielzahl von Schlitzen umfasst und jeder Schlitz eine Vielzahl von Abtastungen umfasst;

die Vorrichtung ist gekennzeichnet durch:

ein mit den ersten und zweiten Empfängern verbundenes Mittel (110) zum Anwenden eines Automatikfrequenzkorrekturprozesses (AFC) auf dem ersten und zweiten Empfangssignal zum Ausgeben entsprechender erster und zweit frequenzkorrigierter Signale;

ein Additionsmittel zum Addieren einer Frequenzabweichungsschätzung, die für einen vorangegangenen Schlitz bestimmt worden ist zu einer Restfrequenzkorrektur, die für eine vorangegangene Abtastung innerhalb eines momentanen Schlitzes bestimmt worden ist, um einen Frequenzabweichungswert zu bestimmen zum Anwenden auf eine derzeitige Abtastung innerhalb des derzeitigen Schlitzes des ersten und zweiten Empfangssignals; und

ein Mittel zum Anwenden des bestimmten Frequenzabweichungswertes auf sowohl das erste als auch das zweite Empfangssignal zum Generieren der zugehörigen ersten und zweiten frequenzkorrigierten Signale.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die außerdem Schätzmittel enthält zum Bestimmen der Frequenzabweichungsschätzung zur Verwendung bei der Verarbeitung des momentanen Schlitzes, Additionsmittel enthaltend zum Addieren der Frequenzabweichungsschätzung, die für einen vorangegangenen Schlitz bestimmt worden ist zu der Restfrequenzkorrektur, die für eine letzte Abtastung innerhalb des vorangegangenen Schlitzes bestimmt worden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, die außerdem Mittel enthält zum Bestimmen der Restfrequenzkorrektur, umfassend:

Mittel zum Berechnen eines Phasenfehlers zwischen den frequenzkorrigierten Signalen und Symbolerfassungsschätzungen der frequenzkorrigierten Signale; und

Mittel zum Umwandeln des Phasenfehlers in eine Frequenz zum Ausgeben als Restfrequenzkorrektur.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, die außerdem Mittel einschließt zum Ausführen von Fremdstörunterdrückungsvereinigen bzw. Interference Rejection Combining (IRC) an den ersten und zweiten frequenzkorrigierten Signalen, um eine Schätzung der Informationssymbolfolge auszugeben.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, die außerdem Mittel enthält zum Ausführen von Maximalverhältnisvereinigen bzw. Maximal Ratio Combining (MRC) an den ersten und zweiten frequenzkorrigierten Signalen zum Ausgeben einer Schätzung der Informationssymbolfolge.

6. Verfahren zum Verarbeiten eines Rundsendesignals, das eine Informationssymbolfolge darstellt, die folgenden Schritte umfassend:

Empfangen (108) des Rundsendesignals mit einer ersten Antenne (106) und Verwenden eines ersten Empfängers zum Ausgeben eines ersten Empfangssignals; und

Empfangen des Rundsendesignals mit einer zweiten Antenne und Verwenden eines zweiten Empfängers zum Ausgeben eines zweiten Empfangssignals, wobei jedes der ersten und zweiten Empfangssignale eine Vielzahl von Schlitzen umfasst und jeder Schlitz eine Vielzahl von Abtastungen;

wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch die Schritte:

Anwenden (110) eines Automatikfrequenzkorrekturprozesses (AFC) auf die ersten und zweiten Empfangssignale zum Ausgeben entsprechender erster und zweiter frequenzkorrigierter Signale durch:

Addieren einer Frequenzabweichungsschätzung, die für einen vorangegangenen Schlitz bestimmt worden ist zu einer Restfrequenzkorrektur, die für eine vorangegangene Abtastung innerhalb eines momentanen Schlitzes bestimmt worden ist zum Bestimmen eines Frequenzabweichungswertes zur Anwendung auf eine momentane Abtastung innerhalb des momentanen Schlitzes des ersten und zweiten Empfangssignals; und

Anwenden des bestimmten Frequenzabweichungswertes auf sowohl das erste als auch das zweite Empfangssignal zum Generieren der korrespondierenden ersten und zweiten frequenzkorrigierten Signale.

7. Verfahren nach Anspruch 6, das außerdem den folgenden Schritt enthält:

Ausführen von Fremdstörunterdrückungsvereinigen bzw. Interference Rejection Combining (IRC) auf das erste und zweite frequenzkorrigierte Signal zum Ausgeben einer Schätzung der Informationssymbolfolge.

8. Verfahren nach Anspruch 6, das außerdem den folgenden Schritt einschließt:

Ausführen von Maximalverhältnisvereinigen bzw. Maximal Ratio Combining (MRC) auf das erste und zweite frequenzkorrigierte Signal zum Ausgeben einer Schätzung der Informationssymbolfolge.

9. Verfahren nach Anspruch 6, das außerdem den Schritt des Bestimmens der Frequenzabweichungsschätzung einschließt zur Verwendung in der Verarbeitung des momentanen Schlitzes, wobei dieser Schritt den Schritt umfasst:

Hinzufügen der Frequenzabweichungsschätzung, die für den vorangegangenen Schlitz bestimmt worden ist zu der Restfrequenzkorrektur, die für eine letzte Abtastung innerhalb des vorangegangenen Schlitzes bestimmt worden ist.

10. Verfahren nach Anspruch 6, das außerdem den Schritt enthält des Bestimmens der Restfrequenzkorrektur, die folgenden Schritte umfassend:

Berechnen eines Phasenfehlers zwischen den frequenzkorrigierten Signalen und Symbolerfassungsschätzungen der frequenzkorrigierten Signale; und

Umformen des Phasenfehlers in eine Frequenz zum Ausgeben als Restfrequenzkorrektur.

11. Frequenzfehlerkorrektursystem, umfassend:

Mittel zum Empfangen (108) eines ersten Stromes von Abtastungen für eine erste Antenne 106 und Ausgeben eines ersten Empfangsabtaststromes und

Mittel zum Empfangen eines zweiten Stromes von Abtastungen von einer zweiten Antenne und Ausgeben eines zweiten Empfangsabtaststromes, wobei jedes der ersten und zweiten Empfangssignale eine Vielzahl von Schlitzen umfasst und jeder Schlitz eine Vielzahl von Abtastungen umfasst;

wobei das System gekennzeichnet ist durch:

Mittel (110) zum Verarbeiten des ersten und zweiten Empfangsabtaststroms zum Bestimmen eines gemeinsamen Frequenzfehlers durch Addieren eines Frequenzfehlers, der für einen vorangegangenen Schlitz bestimmt worden ist zu einer Restfrequenzfehlerkorrektur, die für eine vorangegangene Abtastung innerhalb des momentanen Schlitzes bestimmt worden ist, dadurch einen Frequenzabweichungswert bestimmend zur Anwendung auf eine momentane Abtastung innerhalb des momentanen Schlitzes des ersten und zweiten Empfangsabtaststroms; und

Mittel zum Anwenden der Frequenzabweichung auf den ersten und zweiten Empfangsabtaststrom zum Korrigieren des bestimmten gemeinsamen Frequenzfehlers.

12. System nach Anspruch 11, das außerdem Mittel einschließt zum Ausführen von Fremdstörunterdrückungsvereinigen bzw. Interference Rejection Combining (IEC) an dem ersten und zweiten frequenzkorrigierten Empfangsabtaststrom.

13. System nach Anspruch 11, das außerdem Mittel einschließt zum Ausführen von Maximalverhältnisvereinigen bzw. Maximal Ratio Combining (MRC) an dem ersten und zweiten frequenzkorrigierten Empfangsabtaststrom.

14. System nach Anspruch 11, wobei das Mittel zum Verarbeiten Mittel umfasst zum Bestimmen des gemeinsamen Frequenzfehlers für eine vorangegangene Abtastung des ersten und zweiten Empfangsabtaststrom zum Liefern der Frequenzabweichung zur Anwendung auf eine momentane Abtastung des dem ersten und zweiten Empfangsabtaststroms.