DE112006000632T5

DE112006000632T5 - Plattformrauschminderung in OFDM-Empfängern

Info

Publication number: DE112006000632T5
Application number: DE112006000632T
Authority: DE
Inventors: Xintian Mountain View Lin; Qinghua Pleasanton Li
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2008-02-14
Also published as: CN101147373B; US20060222092A1; US7379445B2; GB0714731D0; US7477635B2; WO2006105459A1; CN101147373A; US20060222096A1; GB2437037A

Abstract

Verfahren mit den Schritten:
– Schätzen der Plattformrauschleistung-pro-Ton-Information während einer stillen Phase in einer drahtlosen Vorrichtung;
– Empfangen eines orthogonalen Frequenzteiler-Multiplex (orthogonal frequency division multiplexing; OFDM) Symbols von einem drahtlosen Kanal; und
– Verwenden der Plattformrauschleistung-pro-Ton-Information zum Erzeugen von Soft Bits für das OFDM-Symbol zum Bereitstellen an einen Viterbi-Dekodierer in der drahtlosen Vorrichtung.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft im Allgemeinen eine drahtlose Kommunikation und insbesondere drahtlose Netzwerke.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Drahtlose Netzwerkempfänger haben traditionsgemäß mehr mit Interferenzen von externen Quellen als mit intern abgeleiteten Interferenzen Sorge bereitet. Jedoch haben Studien gezeigt, dass ein signifikanter Anteil der bei drahtlosen Netzwerkempfängern beobachteten Interferenzen in der drahtlosen Plattform selbst erzeugt wird. Es wurde beispielsweise in einem Notebookcomputer gefunden, dass verschiedene Taktgeber (clocks) und andere Komponenten Signale erzeugen, die signifikante Interferenzen mit einem drahtlosen Netzwerkempfänger innerhalb des Systems verursachen können. Dieses Plattformrauschen ist typischerweise frequenzabhängig und kann die Kommunikationsleistung im assoziierten drahtlosen Netzwerk herabsetzen. Verfahren und Strukturen zum Mindern des Plattformrauschens in drahtlosen Empfängern werden benötigt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte drahtlose Netzwerkanordnung darstellt, die Merkmale der vorliegenden Erfindung aufweisen kann;
2 ist ein Blockdiagramm, das einen Teilbereich eines beispielhaften Empfängers in Übereinstimmung mit einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 ist ein Blockdiagramm, das einen Teilbereich eines beispielhaften Empfängers in Übereinstimmung mit einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
4 ist ein Blockdiagramm, das einen Teilbereich eines beispielhaften Empfängers in Übereinstimmung mit einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
5 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zur Verwendung beim Abschwächen des Plattformrauschens innerhalb einer drahtlosen Vorrichtung in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
6 ist ein Blockdiagramm, das einen Teilbereich eines beispielhaften Empfängers darstellt, der in einem MIMO basierten System in Übereinstimmung mit einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann; und
7 ist ein Blockdiagramm, das einen Teilbereich eines beispielhaften Empfängers darstellt, der in einem MIMO basierten System in Übereinstimmung mit einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In der vorliegenden detaillierten Beschreibung wird Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen, die durch die bildliche Darstellung besondere Ausführungsbeispiele zeigen, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Diese Ausführungsbeispiele werden in genügendem Detail beschrieben, um dem Fachmann das Ausführen der Erfindung zu ermöglichen. Es versteht sich, dass die verschiedenen Ausführungsbeispiele der Erfindung, obwohl verschieden, sich nicht notwendigerweise gegenseitig ausschließen. Beispielsweise kann ein besonderes Merkmal, eine Struktur oder eine Eigenschaft, die hier in Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel beschrieben ist, innerhalb anderer Ausführungsbeispiele ausgeführt sein, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzurücken. Zusätzlich versteht es sich, dass der Ort oder die Anordnung von individuellen Elementen innerhalb jedes offenbarten Ausführungsbeispiels modifiziert werden kann ohne das Wesen und den Umfang der Erfindung zu verlassen. Die folgende detaillierte Beschreibung sollte daher nicht in einschränkender Weise ausgelegt werden und der Umfang der folgenden Erfindung ist nur durch die beigefügten Ansprüche, angemessen ausgelegt, mit dem vollen Umfang von Äquivalenten, die die Ansprüche mit einschließen, definiert. In den Zeichnungen betreffen ähnliche Bezugszeichen dieselbe oder ähnliche Funktionalitäten in jeder der verschiedenen Ansichten.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte drahtlose Netzwerkanordnung 10 darstellt, die Merkmale der vorliegenden Erfindung beinhalten kann. Wie dargestellt kommuniziert eine erste drahtlose Vorrichtung 12 mit einer zweiten drahtlosen Vorrichtung 14 über eine drahtlose Kommunikationsverbindung. Die erste und die zweite drahtlose Vorrichtung vermögen unter Verwendung von orthogonalen Frequenzteilungsmultiplex (Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM) Verfahren zu kommunizieren. Die erste und die zweite drahtlose Vorrichtung 12, 14 können beispielsweise (a) einen drahtlosen Access Point (AP) und eine drahtlose Clientvorrichtung, die in einem Infrastrukturbetriebsmodus arbeitet, (b) zwei drahtlose Clientvorrichtungen, die in einem ad hoc Betriebsmodus arbeiten, (c) zwei drahtlose APs, die miteinander kommunizieren oder (d) andere Netzwerkanordnungen aufweisen. Wie dargestellt, hat die erste drahtlose Vorrichtung 12 mehrere Antennen zum Übertragen von Signalen in/und Empfangen von Signalen vom drahtlosen Kanal. Ähnlich beinhaltet die zweite drahtlose Vorrichtung 14 mehrere Antennen zum Übertragen von Signalen in/oder Empfangen von Signalen vom drahtlosen Kanal. Jede Art von Antennen kann verwendet werden, einschließlich beispielsweise eine oder mehrere Dipol-Antennen, eine oder mehrere Patch-Antennen, eine oder mehrere Wendelantennnen und/oder andere.
Wie in 1 gezeigt, kann die zweite drahtlose Vorrichtung 14 unter anderem einen Empfänger 20 beinhalten, der an die mehreren Antennen 18 zum Verarbeiten von Signalen, die von den mehreren Antennen 18 empfangen wurden, angeschlossen ist. Obwohl nicht gezeigt kann der Empfänger 20 einen Funkfrequenz (radio frequency; RF) Teilbereich zum Verarbeiten der RF Empfangssignale und Konvertieren dieser zu einer Basisbanddarstellung und einen Basisbandverarbeitungsteilbereich zum Weiterverarbeiten der Basisbandinformation beinhalten. Die Ausgabe des Empfängers 20 kann beispielsweise an ein Medium Access Control (MAC) Verarbeitungs-Subsystem 22 zum weiteren Verarbeiten geliefert werden.
Senderfunktionalitäten können ebenso in der zweiten drahtlosen Vorrichtung 14 vorgesehen sein. Sind diese vorgesehen, können die Senderfunktionalitäten dieselben Antennen 18 wie der Empfänger 20 verwenden (beispielsweise mit einem Duplexer oder einer anderen Struktur zum Ermöglichen einer Antennenmitnutzung) oder verschiedene „Sende" Antennen können vorgesehen sein. Im dargestellten Beispiel sind der Empfänger 20 und ein unterer Abschnitt des MAC-Verarbeitungs-Subsystems 22 (das untere MAC) in einer drahtlosen Netzwerkschnittstellenkarte (Network Interface Card; NIC) und ein oberer Teilbereich des MAC Verarbeitungs-Subsystems 22 ist in einer Host-Vorrichtung angeordnet, die die drahtlose NIC trägt. Die drahtlose NIC kann entfernbar in einen Port der Host-Vorrichtung eingesetzt sein (z. B., einen Peripheral Component Interconnect (PCI) Slot, einen PC Karten Slot etc.) oder sie kann ein integraler Teil der Host-Vorrichtung sein. Die Host-Vorrichtung kann beispielsweise eine Computereinheit (z. B., ein Destop, Laptop, Palmtop, Tablet, etc. Computer), einen Personal Digital Assistant (PDA), ein Mobiltelefon oder eine andere Vorrichtung sein. Andere Anordnungen in der zweiten drahtlosen Vorrichtung 14 können alternativ verwendet werden.
Zusätzlich zum oberen Teilbereich des MAC-Subsystems 22, kann die Host-Vorrichtung andere Komponenten und Subsysteme zum Speichern, Manipulieren und/oder Darstellen von Daten aufweisen. Einige dieser Strukturen können Quellen von Störsignalenergie sein, die auf die innerhalb der Betriebsbandbreite des Empfängers 20 auftreten. Die Störenergie kann als Interferenz mit dem Empfänger 20 agieren, die die Gesamtkommunikationsleistung der Vorrichtung herabsetzt und wird hier als Plattformrauschen bezeichnet. Einige Quellen von Plattformrauschen innerhalb der Host-Vorrichtung können beispielsweise Displayclocks, die LCD Anzeigen antreiben CK410 Clocks, PCI Clocks, PCI Express Clocks, USB Clocks, Azalea Codec Clocks, Systemverwaltungs Clocks und/oder andere sein. Folgende Erfindung betrifft Verfahren und Strukturen, die verwendet werden können, um die Effekte von Plattformrauschen (und andere Quellen nicht-weißen Rauschens) innerhalb einer drahtlosen Netzwerkvorrichtung zu mindern.
2 ist ein Blockdiagramm, das einen Teilbereich eines beispielhaften Empfängers 30 in Übereinstimmung mit einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung darstellt. Der Empfänger 30 kann beispielsweise innerhalb der zweiten drahtlosen Vorrichtung 14 von 1 oder innerhalb anderer drahtloser Vorrichtungen und Systeme verwendet werden. Wie dargestellt, kann der Empfänger 30 einen oder mehrere aufweisen von: einem Rauschleistungs-Pro-Ton-Schätzer 32, einen Antennen-Selektierer 34, einen Seriell-zu-Parallel-Konverter 36, einen Fast Fourier Transformator (FFT) 38, eine Phasenkorrektur-, Demodulations- und Softbitberechnungseinheit 42, einen Kanalschätzer 44, eine Pilot-Verfolgungs-Einheit 46, einen Viterbi-Dekodierer 48, einen Frequenzbereich-Paket Detektor 50 und einen Speicher 52. Der Empfänger 30 ist an wenigstens zwei Antennen angeschlossen. In der folgenden Diskussion wird der Empfänger 30 im Zusammenhang mit einem Dualantennensystem besprochen, obgleich es sich versteht, dass zusätzliche Antennen verwendet werden können. Der Rauschleistung-Pro-Ton-Schätzer 32 schätzt die Plattformrauschleistung pro OFDM-Ton (z. B., σ²/Ton) für jede der zwei Antennen. Das Plattformrauschen-OFDM-Ton kann beispielsweise während eines protokollschweigenden Zeitraums geschätzt werden, wenn keine Übertragung stattfindet. Der Antennenselektierer 34 wählt eine der verfügbaren Antennen zum Benutzen während der sich anschließenden Kommunikationsaktivitäten basierend auf, wenigstens in einem Ausführungsbeispiel, einem Signal-zu-Interferenz-Plus-Rausch-Verhältnis (signal to interference plus noise ratio; SINR), das mit den zwei Antennen assoziiert ist, aus, unter Verwendung der Plattform-Rausch-pro-Ton Information. Ein Empfangssignal von der ausgewählten Antenne wird im Folgenden an den Eingang des Seriell-zu-Parallel-Konverters 36 geführt, der den seriellen Strom an eine Gruppe von parallelen Samples zum Liefern an den FFT 38 leitet. Samples, die mit einem zyklischen Präfix eines empfangenen OFDM Symbols assoziiert sind, können verworfen werden. In einer anderen Methode kann eine separate zyklische Präfix-Entfernungs-Einheit vorgesehen sein bevor der Seriell-zu-Parallel-Konverter 36 das zyklische Präfix vor der Konvertierung zu parallel entfernt.
Der FFT 38 konvertiert die zeitbasierten Samples, die vom Seriell-zu-Parallel-Konverter 36 ausgegeben wurden, in eine Frequenzbereich-Darstellung. Obwohl als FFT dargestellt, versteht es sich, dass jegliche diskrete Fourier Transformationsfunktionalität verwendet werden kann. Die komplexen Ausgabesamples des FFT 38 repräsentieren daher das empfangene Signal 40 des Empfängers 30 (d. h., y=hx+n für jeden Ton). Der Frequenzbereichs-Paket-Detektor 50 überwacht die Ausgabe des FFT 38 zum Bestimmen, wenn ein Paket vom Empfänger 30 empfangen wurde. Wie in größerem Detail beschrieben werden wird, kann der Frequenzsbereichs-Paket-Detektor 50 zum Reduzieren oder Beseitigen das Auftreten von Paketerkennungen verwendet werden, die „Fehlalarme" im Empfänger 30 sind. Der Kanalschätzer 44 empfängt die Ausgabesamples vom FFT 38 und verwendet die Samples zum Erzeugen einer Kanalschätzung h für den drahtlosen Kanal. Die Kanalschätzungsinformation kann dann an die Phasenkorrektur, die Modulation und Softbitberechnungseinheit 42 geliefert werden zum Verwenden beim Berechnen der Softbits für den Viterbi-Dekodierer 48. Die Pilotverfolgungseinheit 46 empfängt die Symbole, die mit den Pilottönen des empfangenen Signals y assoziiert sind, für die Verwendung beim Pilotverfolgen. Die Pilotverfolgungseinheit 46 bewirkt dann die Phasenkorrektur-Demodulation und verursacht, dass die Softbitberechnungseinheit 42 die Phasenkorrektur basierend auf den Pilotverfolgungsergebnissen ausführt. Wie gezeigt empfängt die Phasenkorrektur, die Modulations- und Softbitberechnungseinheit 42 auch die Plattformrausch-Pro-Ton-Information vom Rauschleistungs-Pro-Ton-Schätzer 32. Die Phasenkorrektur-, Demodulations und Softbitberechnungseinheit 42 verwendet die Plattformrausch-Pro-Ton-Information zum Wichten der verschiedenen Töne basierend auf der korrespondierenden Rauschleistung während dem Erzeugen der Softbits, die an den Viterbi-Dekodierer 48 geliefert werden sollen. Der Viterbi-Dekodierer verwendet im Folgenden die Softbits zum Bestimmen des Datenstroms, der das empfangene Signal y am wahrscheinlichsten repräsentiert.
Wie vorher besprochen schätzt der Rauschleistung-Ton-Schätzer 32 das Plattformrauschen pro OFDM-Ton (z. B., σ²/Ton) für jede der zwei Antennen. Diese Information kann dann an den Antennenselektierer 34 zum Selektieren einer Antenne für die sich anschließende Kommunikationsaktivität geleitet werden. Wie im Folgenden im größeren Detail beschrieben werden wird, kann die Plattformrausch-pro-Ton-Information für die ausgewählte Antenne auch verteilt werden an die Phasenkorrektur-, Demodulations- und Softbitberechnungseinheit 42, die Pilotverfolgungseinheit 46 und den Frequenzbereich-Paketdetektor 50 zum Ausführen ihrer jeweiligen Funktionen. Es wurde in vielen Fällen gefunden, dass das Plattformrauschspektrum über die Zeit relativ statisch ist. Daher wird die Plattformrausch-pro-Ton-Information in wenigstens einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung nur gelegentlich oder periodisch erneuert. Ein Speicher 52 zum Speichern der Plattformrausch-pro-Ton-Information zur Verwendung durch die verschiedenen Elemente des Empfängers 30 in der Zwischenzeit zwischen Schätzungen kann im Empfänger 30 beinhaltet sein. Dieses kann die Verarbeitungslatenz durch Beseitigen der Notwendigkeit zum Bestimmen des Rauschleistungsspektrums für jede individuelle Empfangsoperation verringern. In anderen Ausführungsbeispielen ist kein derartiger Speicher vorgesehen.
Wie oben beschrieben, wählt der Antennenselektierer 34 eine von zwei (oder mehreren) verfügbaren Antennen zur Benutzung während sich anschließender Kommunikationsaktivitäten basierend auf dem SINR aus. Um die SINR-Werte zu bestimmen, die mit den zwei Antennen assoziiert sind, verwendet der Antennensektierer die vom Rauschleistung-pro-Ton-Schätzer 32 erzeugte Plattformrausch-pro-Ton-Information. In wenigstens einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die folgende Metrik zur Antennenselektierung verwendet:
wobei S_i die Signalstärke ist, die mit dem i-ten Ton assoziiert ist, und σ² _i die Rauschabweichung ist, die mit dem i-ten Ton assoziiert ist. Die Metrik M_k ist zur Verwendung in einem OFDM-System, das 52 Töne enthält. Die oben genannte Metrik ist berechnet für jede verfügbare Antenne und die Antenne mit dem höchsten Metrikwert wird ausgewählt. Eine andere SINR-basierte Metrik kann alternativ verwendet werden.
Wie oben beschrieben überwacht der Frequenzbereich-Paketdetektor 50 die Ausgabe des FFT 38 zum Bestimmen, wenn ein Paket vom Empfänger 30 empfangen wurde. Nach Erkennen eines Pakets, kann der Frequenzbereich-Paketdetektor 50 den Rest des Empfängers 30 veranlassen, zum Verarbeiten des Pakets verfügbar zu sein. Innerhalb eines IEEE 802.11 basierten System übertragene drahtlose Pakete werden üblicherweise eine Anzahl von kurzen Präambeln am Anfang des Pakets haben, die je ein bekanntes Datenmuster einer vorbestimmten Länge (z.B. 8 Mikrosekunden) enthalten. In alten Empfängern wurde die Paketerkennung im Zeitbereich unter Verwendung eines „sliding window correlation" Ansatzes zum Erkennen der kurzen Präambeln ausgeführt. Dieses Verfahren kann wie folgt dargestellt werden:
wobei m(t) die Korrelationmetrik, s(t) das Zeitsample, N die Periodizität der Präambel ist und s*(t) das komplexe Konjugat von s(t) bezeichnet. Die Metrik m(t) würde dann mit einem Schwellenwert verglichen werden, um zu bestimmen, ob ein Paket empfangen wurde (z.B. m(t)>m₀ bedeutet, dass ein Paket empfangen wurde. Das oben beschriebene Verfahren jedoch kann in der Erzeugung von „Fehlalarmen" resultieren, wenn das Rauschen in der empfangenen Energie die selbe oder eine ähnliche Periodizität in der kurzen Präambel (z.B. einer Periodizität von ungefähr 8 Mikrosekunden) hat. Der Frequenzbereich-Paketdetektor 50 benutzt auch einen „sliding window correlation"-Ansatz, aber im Frequenzbereich, so dass Töne mit einem höheren Niveau von Plattformrauschen während des Paketerkennungsprozesses herabgesetzt werden können. Die Frequenzbereichsversion der oben genannten Korrekationsmetrik kann ausgedrückt werden als:
wobei
Der Frequenzbereich-Paketdetektor 50 verwendet eine modifizierte Version dieses Ausdrucks, um das Plattformrauschen zu berücksichtigen und reduziert daher Fehlalarme. Die modifizierte Version kann ausgedrückt werden, wie folgt:
wobei
die Normalisierung ist. Eine andere Frequenzbereich-Paketerkennungsmetrik, die die Plattformrausch-pro-Ton-Information zum Wichten der Töne berücksichtigt, kann alternativ verwendet werden.
Eine Teilmenge der Töne in einem OFDM-Symbol sind typischerweise Pilottöne. Pilottöne können von einem Empfänger eines OFDM-Symbols verwendet werden, um Phasenkorrekturen auszuführen, so dass ein empfangenes Taktsignal, das mit dem Empfänger assoziiert ist, ein Übertragungstaktsignal im Sender des OFDM-Symbols näher verfolgt. Jeder Pilotton wird typischerweise ein einzigartiges Symbol enthalten, das dem Empfänger erlaubt, den Pilotton zu erkennen. Interferenzen in den Pilottönen können für den Empfänger problematisch sein. Das bedeutet, dass Interferenzen in einem oder mehreren Pilottönen die Phasenkorrektur des Empfängers in solch einem Ausmaß nachteilig beeinflussen können, dass das gesamte OFDM-Symbol beschädigt wird. Interferenzen in einem Datenton auf der anderen Seite werden typischerweise nur den Empfang der Information beeinflussen, der mit diesem Ton assoziiert ist. Daher werden die Pilottöne eines OFDM-Symbols in wenigstens einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der korrespondierenden Rauschinformation gewichtet, um die stärker rauschbelasteten Töne von der Pilotverfolgungsberechnung abzuziehen. Beispielsweise kann ein OFDM-Symbol in einem IEEE 802.11 basierten System 52 Töne von einer Frequenz von -26 bis -1 und +1 bis +26 mit Pilottönen bei Frequenzen -14, -7, +7 und +14 haben. Um die Pilotverfolgung auszuführen, können diese Töne gewichtet werden unter Verwendung der vom Rauschleistung-pro-Ton-Schätzer 32 erzeugten Plattformrausch-pro-Ton-Information (die in wenigstens einem Ausführungsbeispiel im Speicher 52 gespeichert ist). Beispielsweise können die Pilottöne wie folgt gewichtet werden:
wobei σ die Standardabweichung des pro-Ton-Plattformrauschens ist. Andere Wichtungsverfahren können alternativ verwendet werden.
Die Softbits, die durch die Phasenkorrektur-, Demodulations- und Softbitberechnungseinheit 42 berechnet werden, stellen die Eingaben dar, die an den Viterbi-Dekodierer 48 geliefert werden. In wenigstens einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die Softbits durch die Inverse von Rauschabweichung-pro-Ton gewichtet. Dieses kann für jeden individuellen Ton ausgedrückt werden, wie folgt:
wobei b_s ein Softbit darstellt, b_h einen Hardbit darstellt, sym2bit ein Symbol für den Bitoperator ist, h die Kanalmatirx für den Ton ist, P(b_h_i = 1|y) die Wahrscheinlichkeit ist, dass das i-te Hardbit bei gegebenem y 1 ist, P(b_h_i = 0|y) die Wahrscheinlichkeit ist, dass das i-te Hardbit bei gegebenem y 0 ist und σ² die Rauschabweichung für den Ton ist. Für „quadrature Phase shift keying" (QPSK) reduziert sich der letzte Ausdruck auf:
Ähnliche Ausdrücke gelten für andere Modulationskodierungsschemata.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Tonrauschwichtung für Softbits durch Teilen der Rauschabweichung für jeden Ton durchgeführt, um die stärker rauschbelasteten Töne abzuziehen. Andere Wichtungsverfahren können alternativ verwendet werden. In einer möglichen Alternative wird ein binäres Wichtungsverfahren verwendet. Das heißt, wenn die Inverse der Rauschabweichung für einen bestimmten Ton größer als ein Schwellenwert ist, wird eine Wichtung von 1 für den Ton verwendet; ansonsten wird eine Wichtung von 0 verwendet. Diese Verfahren ignoriert Töne, die bei oder über einem gegebenen Rauschniveau sind und berücksichtigt nur Töne, die unterhalb des gegebenen Rauschniveaus sind. In einem anderen möglichen Ansatz kann eine binäre Versatzform von Wichtung verwendet werden, um rauschbelastete Töne abzuziehen, bei dem die Wichtung für einen bestimmten Ton auf das nächste 2ⁿ abgerundet wird, wobei n eine ganze Zahl ist. Dieses kann wie folgt ausgedrückt werden:
wobei
die Rauschabweichung für den Ton und nint[x] der nächste ganzzahlige Operator ist. Dieser Ansatz wurde in der Leistung als gegenüber der Teilung durch die Rauschabweichung vergleichbar befunden, aber bei einer signifikant geringeren Komplexität. Zusätzlich, weil das Plattformrauschspektrum in vielen Fällen als relativ statisch befunden wurde, können die Wichtungsberechnungen einmal (oder periodisch) durchgeführt werden und gespeichert werden, um die gesamte Komplexität zu verringern. Ähnliche Wichtungsverfahren können für die Antennenselektion, die Paketdetektion und die Pilotverfolgung verwendet werden.
3 ist ein Blockdiagramm, das einen Teilbereich eines beispielhaften Empfängers 60 in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Der Empfänger 60 ist dem Empfänger 30 von 2 ähnlich, mit der Ausnahme der Art, in der die pro-Ton-Rauschwichtung durchgeführt wird. Das heißt, das im Empfänger 30 von 2 die pro-Ton-Rauschwichtung als Teil der Softbitberechnung ausgeführt wurde. Im Empfänger 60 von 3 wird die pro-Ton-Rauschwichtung auf der anderen Seite als Teil der Kanalschätzung durchgeführt. Wie dargestellt kann der Empfänger 60 ein oder mehrere beinhalten von: einem Rauschleistung-pro-Ton-Schätzer 32, einen Antennenselektierer 34, einen Seriell-zu-Parallel-Wandler 36, eine Fast-Fourier-Transformator (FFT) 38, eine Phasenkorrektur-, Demodulations- und Softbitberechnungseinheit 62, einen Kanalschätzer 64, eine Pilotverfolgungseinheit 46, einen Viterbi-Dekodierer 48, einen Frequenzbereich-Paketdetektierer 50 und einen Speicher 52. Der Rauschleistung-pro-Ton-Schätzer 32, der Antennenselektierer 34, der Seriell-zu-Parallel-Wandler 36, der Fast-Fourier-Transformator (FFT) 38, die Pilotverfolgungseinheit 46, der Viterbi-Dekodierer 48, der Frequenzbereich-Paketdetektierer 50 und der Speicher 52 arbeiten in im Wesentlichen ähnlicher Weise, wie oben in 2 beschrieben. Der Kanalschätzer 64 empfangt die ausgegebenen Samples vom FFT 38, wie oben, und verwendet die Samples zum Erzeugen einer Kanalschätzung für den drahtlosen Kanal. Jedoch empfangt der Kanalschätzer 64 auch die Rauschleistung-pro-Ton-Information vom Rauschleistung-pro-Ton-Schätzer 32 (oder dem Speicher 52) und verwendet die Information zum Berechnen von h₁ = h/σ² für jeden Ton. Der Kanalschätzer 64 kann dann die h und h₁ Matrices für jeden Ton an die Phasenkorrektur-, Demodulations- und Softbitberechnungseinheit 62 übertragen, die die Matrices zum Erzeugen der Softbits verwendet.
Durch Ausführen der Rauschwichtung in den geschätzten Kanälen, anstelle während der Softbitberechnung, kann eine signifikante Verringerung in der Bechnungskomplexität erreicht werden. Beispielsweise ist es typischerweise notwendig Tausende von zusätzlichen Multiplikationen auszuführen, um die pro-Ton-Wichtung während der Softbitberechnung auszuführen, wohingegen Rauchwichtung in den geschätzten Kanälen nur dieselbe Anzahl von Multiplikationen wie die Anzahl von verwendeten Tönen (z. B. 52 in einem Ausführungsbeispiel) benötigt. Die unten gezeigte Tabelle 1 stellt die Softbitberechnungsausdrücke und korresponierende Berechnungskomplexizität für das 16 QAM Kodierungsschema unter Verwendung der pro-Ton-Rauschwichtung in der Softbitberechnung (sym2bit(y, h, σ²)), pro-Ton-Rauschwichtung der Kanalschätzungen (sym2bit(y,h,h₁,1)) und keine pro-Ton-Rauschwichtung, wobei das Rauschen über die Töne als konstant angesehen wird (sym2bit(y, h, 1)). Wie gezeigt ist die Berechnungskomplexität für die Softbitberechnung dieselbe für die pro-Ton-Rauschwichtung der Kanalschätzungen, wie es für die Situation ist, bei der keine pro-Ton-Rauschwichtung durchgeführt wird. Die Berechnung von Betrag |H|² und h*h₁ wurden in der Komplexitätsbestimmung nicht mitgezählt, da sie für alle Softbits über einen Ton gleich bleiben und vorberechnet werden können.

Tabelle 1

	sym2bit(y, h, σ²)	Komplexität	sym2bit(y, h, 1)	Komplexität	sym2bit(y, h, h₁, 1)	Komplexität
b_s₀,	1/σ²Re(h*y_n)	2 Multiplizierer	Re(h*y_n)	1 Multiplizierer	Re(h₁*y_n)	1 Multiplizierer
b_s_1,n	2\|h\|²/σ²-\|b_s_0,n\|	1 Multiplizierer + 1 Addierer	2\|h\|²-\|b_s_0,n\|	1 Addierer	2h*h₁-\|b_s_0,n\|	1 Addierer
b_s₂,	1/σ²/Im(h*y_n)	2 Multiplizierer	Im(h*y_n)	1 Multiplizierer	Im(h₁*y_n)	1 Multiplizierer
b_s_3,n	2\|h\|²/σ²-\|b_s2_,n	1 Multiplizierer + 1 Addierer	2\|h\|²-\|b_s_2,n\|	1 Addierer	2h*h₁-\|b_s_2,n\|	1 Addierer

4 ist ein Blockdiagramm, das einen Teilbereich eines beispielhaften Empfängers 70 in Übereinstimmung mit einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung darstellt. Der Empfänger 70 ist dem Empfänger 30 aus 2 ähnlich, mit Ausnahme der Art und Weise, in der die pro-Ton-Rauschwichtung ausgeführt wird. Das heißt, dass im Empfänger 70 aus 4 die pro-Ton-Rauschwichtung gerade nach dem FFT ausgeführt wird. Wie dargestellt, kann der Empfänger 70 aufweisen eines oder mehrere von: einen Rauschleistung-pro-Ton-Schätzer 32, einen Antennenselektierer 34, einen Seriell-zu-Parallel-Konverter 36, einen Fast-Fourier-Transformator (FFT) 38, eine Rauschleistung-pro-Ton-Wichtungseinheit 72, eine Phasenkorrektur-, Demodulations- und Softbitberechnungseinheit 76, einen Kanalschätzer 78, eine Pilotverfolgungseinheit 80, einen Viterbi-Dekodierer 48, einen Frequenzbereich-Paketdetektierer 82 und einen Speicher 52, Der Rauschleistung-Pro-Ton-Schätzer 32, der Antennenselektierer 34, der Seriell-zu-Parallel-Wandler 36, der schnelle Fourier Transformator (FFT) 38, die Viterbi-Dekodierer 48 und der Speicher 52 arbeiten im Wesentlichen in derselben oben in Verbindung mit 2 beschriebenen Art und Weise.
Wie oben beschrieben repräsentieren die komplexen Ausgabesamples des FFT 38 das empfangene Signal des Empfängers (i.e., y=hx+n für jeden Ton). Die Rauschleistung-Pro-Ton-Wichtunseinheit 72 wendet einen Rauschwichtungsfaktor auf das empfangene Symbol y für jeden Ton unter Verwendung der vom Rauschleistung-Pro-Ton-Schätzer 32 (oder dem Speicher 52) empfangenen Rauschleistung-Pro-Ton-Information. Dieses macht, dass es erscheint, dass das modifizierte empfangene Signal 74 (i. e., y'=h'x+n für jeden Ton) über die Töne ein relativ flaches Rauschspektrum hat. Der Rest der Verarbeitung im Empfänger 70 kann daher gleich oder ähnlich dem Empfangsprozess im Empfänger sein, der ein flaches Rauschspektrum voraussetzt. Beispielsweise kann der Frequenzbereich-Paket-Detektierer 82 Frequenzbereich-Paket-Detektion unter Verwendung eines Korrelation-über-Zeitfenster-Ansatzes (sliding window correlation) ausführen ohne Ausführen individueller Rauschwichtung der Töne und wird immer noch in der Lage sein, das Auftreten von Fehlalarmen zu verringern oder zu eliminieren. Ähnlich wird die Pilotverfolgungseinheit 80 die Pilottöne nicht individuell für die Benutzung bei Phasenkorrekturaktivitäten Wichten müssen, da die Wichtung bereits ausgeführt worden ist. Der Kanalschätzer 78 wird die modifizierte Kanalmatrix h'=h/σ anstelle der tatsächlichen Matrix h ausgeben. Die Phasenkorrektur-, Demodulations- und Softbitberechnungseinheit 76 mag denselben Softbitberechnungsausdruck verwenden, der für die Situation verwendet würde, bei der keine pro-Ton-Rauschwichtung ausgeführt würde (z. B., siehe Tabelle 1 für die für 16QAM verwendete Ausdrücke). Jedoch wird die modifizierte Kanalmatrix h' eher im Ausdruck verwendet als die tatsächliche Matrix h.
In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde die im Rauschleistung-Pro-Ton-Schätzer 32 erzeugte Rausch-Pro-Ton-Information verwendet, um Antennenselektion, Paketdetektion, Pilotverfolgung und Softbitberechnungsfunktionen auszuführen. Jedoch sollte berücksichtigt werden, dass eine oder mehrere dieser Funktionen in konventioneller Weise ausgeführt werden können (die Plattform-Rausch-Pro-Ton-Information nicht verwendend) in verschiedenen alternativen Ausgestaltungen der Erfindung. Beispielsweise ist der Antennenselektierer 34 aus den 2, 3 und 4 in einigen alternativen Ausgestaltungen mit einem Antennenselektierer ersetzt, der eine Antenne basierend auf der empfangenen Signalleistung auswählt. Ähnlich ist der Frequenzbereich-Paket-Detektierer 50, 82 der 2, 3 und 4 in anderen alternativen Ausgestaltungen mit einem Zeitbereich-Paketdetektierer ersetzt, der nicht die Rauschleistung-Pro-Ton berücksichtigt. Andere Änderungen und Abweichungen liegen ebenso im Umfang der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren 90 zur Verwendung beim Abmildern der Effekte von Plattformrauschen innerhalb einer drahtlosen Vorrichtung in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Zunächst wird die Plattformrauschleistung pro Ton während einer protokollschweigsamen Periode (Block 92) geschätzt. Diese Plattformrauschleistung-Pro-Ton-Information kann beispielsweise in einem On-Board Plattformrauschspektrumsanalysierer geschätzt werden.
Die Plattformrausch-Pro-Ton-Information wird dann in einem Speicher (Block 94) gespeichert. In wenigstens einer Ausgestaltung wird der Speicher durch den Plattformrauschanalysierer periodisch erneuert. Die Plattformrausch-Pro-Ton-Information wird ggf. verwendet, um eine aus einer Vielzahl von Antennen zur Benutzung durch die drahtlose Vorrichtung auszuwählen (Block 96). In wenigstens einem Ausführungsbeispiel wird eine Metrik für jede der zur Verfügung stehenden Antennen berechnet (z. B., siehe Gleichung 1) und eine Antenne mit dem besten (z. B., dem höchsten) Metrikwert wird ausgewählt. Die Plattformrausch-Pro-Ton-Information wird dann verwendet, um Frequenzbereich-Paketerkennung in einer Weise auszuführen, die das Auftreten von Paketerkennungs-Fehlalarmen in der drahtlosen Vorrichtung zu reduzieren (Block 98). Diese Frequenzbereich-Paketerkennung kann einen „Sliding Window Correlation"-Ansatz im Frequenzbereich verwenden, um eine Metrik zu erzeugen (z. B., siehe Gleichung 2). Ein Paket kann als erkannt angesehen werden, wenn der Metrikwert einen Schwellwert übersteigt. Diese Plattform-Rausch-Ton-Information kann auch verwendet werden, um Pilotverfolgung in der drahtlosen Vorrichtung auszuführen, um Taktfehler, die durch das Plattformrauschen verursacht sind, zu reduzieren. Dieses kann erreicht werden durch Wichten der Pilottöne unter Verwendung der Rausch-Pro-Ton-Information während der Pilotverfolgung. Die Plattform-Rauschleistung-Pro-Ton-Information kann auch verwendet werden, um Softbits zu erzeugen zur Lieferung an einen Viterbi-Dekodierer in der drahtlosen Vorrichtung (Block 102). Wie vorher beschrieben können die Softbits in einer Anzahl von verschiedenen Arten unter Verwendung der Plattformrausch-Pro-Ton-Information berechnet werden (siehe 2, 3 und 4).
6 ist ein Blockdiagramm, das ein Teilbereich eines beispielhaften Empfängers 110 darstellt, der in einem MIMO basierten System in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Der Empfänger kann beispielsweise in der zweiten drahtlosen Vorrichtung 14 aus 1 oder innerhalb anderer drahtloser Vorrichtungen und Systeme verwendet werden. In den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen wurde eine von einer Anzahl von verschiedenen Antennen ausgewählt, um während der Kommunikationsaktivität verwendet zu werden. Im Empfänger 110 aus 6 werden die Signal und Rauschkomponenten, die mit mehreren Empfangsantennen assoziiert sind, in einer Weise kombiniert, die das Rauschen unter Verwendung von MMSE-Verfahren reduziert oder beseitigt. Wie zuvor wird in der Beschreibung die folgt, eine Dualantennenanordnung angenommen. Es versteht sich, dass Systeme mit mehr als zwei Antennen ebenso eingerichtet werden können.
Wie in 6 gezeigt, kann der Empfänger 110 aufweisen ein oder mehrere von: einen Rauschleistung-Pro-Ton-Schätzer 112, einen Korrelationsmatrix-Rechner 114, einen Paketdetektor 116, einen FFT 118, einen Minimum Mean Square Error- (MMSE) Kanalequalizer 122, einen Softbitrechner 124 und einen Viterbi-Dekodierer 126. Der Rauschleistung-Pro-Ton-Schätzer 122 ist an jede der verfügbaren Empfangsantennen angeschlossen und schätzt die Plattform-Rauschleistung pro Ton für jede Antenne. Diese Schätzungen werden beispielsweise während einer protokollschweigsamen Periode ausgeführt. Der Korrelationsmatrixrechner 114 berechnet dann eine Korrelationsmatrix R für die zwei Antennen (für jeden Ton). Dieses kann auch während der protokollschweigsamen Periode ausgeführt werden. In wenigstens einem Ausführungsbeispiel kann die Korrelationsmatrix R wie folgt berechnet werden:
wobei σ² ₁ und σ² ₂ die durchschnittlichen Rauschleistungen für jeden Ton an der Haupt- und der Hilfsantenne sind, ρ der korrespondierende Korrelationskoeffizient und (ρσ₁σ₂)^† die konjugat transponierte von (ρσ₁σ₂). Der Korrelationskoeffizient ρ kann auch wie folgt berechnet werden:
wobei n₁ und n₂ die Rauschsequenzen von der ersten und der zweiten Antenne sind und σ² ₁=<n₁,n₁>. Nachdem die Korrelationsmatrix R bestimmt wurde, kann diese verwendet werden, um die MMSE Entzerrungsantwort zu berechnen, die vom MMSE Kanalequilizer 122 wie folgt verwendet wird: G = H† (HH† + R/σ2x )-1 wobei G die MMSE Entzerrungsantwort, H die Kanalmatrix, H^† die konjugierte Transponierte der Kanalmatrix, R die Korrelationsmatrix und σ² _x die Übertragungsleistung ist. Der Kanal H kann (für jeden Ton) unter Verwendung des MMSE Algorithmus geschätzt werden, wie folgt: H ^ = X^†(XX^† + R)^-1Y wobei Y das empfangene Signal (Y=Hx+N) und X=diag(x,x) ist.
Der Paketdetektierer 116 erkennt, wenn ein Paket vom Empfänger 110 empfangen worden ist. Nachdem das Paket erkannt worden ist, kann der Paketdetektierer 116 den Rest des Empfängers 110 öffnen, um das empfangene Paket zu verarbeiten. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Paketerkennung in Zeitbereich unter Verwendung eines „Sliding Window Correlation"-Ansatzes durchgeführt. Jedoch kann in anderen Ausführungsbeispielen ein Frequenzbereich-Paket Erkennungsschema angewendet werden, wie vorher beschrieben. Der FFT 118 wandelt ein empfangenes OFDM-Symbol von einer Zeitbereichsdarstellung in eine Frequenzbereichsdarstellung um. Obwohl nicht gezeigt, wird üblicherweise zyklische Präfixentfernung angewendet. Die Frequenzbereichsausgabe des FFT 118 ist repräsentativ für das empfangene Signal 120 (i.e., Y=Hx+N für jeden Ton). Der MMSE Kanal Equalizer 122 bearbeitet das empfangene Signal Y unter Verwendung der oben beschriebenen Equalisierungsantwort, zum Erzeugen einer Schätzung der übertragenen Daten x für den Ton. Dieses kann für jeden Ton des OFDM-Symbols durchgeführt werden.
Die im MMSE Kanal Equalizer 122 durchgeführte Equalisierung wird oftmals ein Restrauschen im resultierenden Signal x zurücklassen. Dieses Rauschen wird durch Berechnen der Softbits weiter reduziert und darauf werden die Softbits in einen Viterbi-Dekodierer eingegeben. Der Softbitrechner 124 erzeugt Softbits für jeden Ton basierend auf den geschätzten Daten x. Wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen kann der Softbitrechner 124 die Plattformrauschabweichung Pro-Pro-Ton-Information bei der Softbitberechnung verwenden. Weil MMSE-Equalisierung durchgeführt worden ist, verwendet der Softbitrechner 124 das „verbleibende" Plattformrauschen pro Ton (nach MMSE-Equalisierung) Weiterberechnung. In wenigstens einem Ausführungsbeispiel wird die verbleibende Rauschabweichung pro Ton wie folgt berechnet: Σ2 = GRG† wobei G die MMSE-Equalisierungsantwort und R die Korrelationsmatrix ist. Der Viterbi-Dekodierer 126 empfängt die vom Softbitrechner 124 berechneten Softbits und verwendet diese dann zum Bestimmen der Daten, die am wahrscheinlichsten an den Empfänger 110 gesendet wurden.
Maximum Ratio Combining (MRC) ist ein Verfahren, das das Wichten der empfangenen Signale an mehreren Empfangsantennen mittels ihrer jeweiligen Kanalantworten und darauffolgendes Kombinieren der Signale beinhaltet. Wenn die Rauschleistung an zwei Empfangsantennen gleich und nicht miteinander korreliert ist, ist MRC optimal für das Maximeren des Ausgabesignal-Zu-Rausch-Verhältnisses (SNR). Wenn das Rauschen nicht gleich und korreliert ist, ist MRC im Gegensatz suboptimal. In wenigstens einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird zunächst ein Dekorrelator in einer Empfangskette zum Dekorrelieren des Plattformrauschens, das an zwei Empfangsantennen empfangen wurde, verwendet. Dieses macht das Plattformrauschen im Wesentlichen weis in einer Weise, die den korrelierten Anteil des Rauschens entfernt und ermöglicht, MRC in einer optimalen oder nahezu optimalen Weise auszuführen. 7 ist ein Blockdiagramm, das einen Teilbereich eines beispielhaften Empfängers 130 in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie dargestellt kann der Empfänger 130 aufweisen eines oder mehrere von: einen Rauschleistungs-Pro-Ton-Schätzer 112, einen Korrelationsmatrixrechner 114, einen Paketdetektierer 116, ein FFT 118, ein Dekorrelator 132, eine Maximum Ratio Combining (MRC) Einheit 134 und einen Viterbe-Dekodierer 126. Der Rauschleistung-Pro-Ton-Schätzer 112, der Korrelationsmatrixrechner 114, der Paketdetektor 116, der FFT 118 und der Viterbi-Dekodierer 126 sind im Wesentlichen dieselben, wie die oben in Zusammenhang mit dem Empfänger 110 aus 6 beschriebenen.
Der Dekorrelator 132 verwendet die Korrelationsmatrix R, die durch den Korrelationsmatrixrechner 114 zum Dekorrelieren des empfangenen Signals Y berechnet wurde. In wenigstens einem Ausführungsbeispiel kann dieses unter Verwendung der folgenden Gleichung ausgeführt werden: Y' = R-½Ywobei Y' das dekorrelierte Empfangssignal und R die Korrelationsmatrix ist. Nach dem Dekorrelator 132 wird das effektive Rauschen N' (i.e., N'=R^-½N) mit gleicher Leistung dekorreliert. Der äquivalente Kanal wird H'=R^-½H. Die empfangenen Signale können nun an den MRS 134 mit den erfüllten optimalen Leistungsbedingungen eingegeben werden, der MRC 134 sendet die kombinierte Information an den Viterbi-Dekodierer 126, der die Information zum Identifizieren der Daten verwendet, die am wahrscheinlichsten an den Empfänger 130 übermittelt wurden.
Die Verfahren und Strukturen der vorliegenden Erfindung können in jeder einer Vielzahl von verschiedenen Formen ausgeführt werden. Beispielsweise können die Merkmale der Erfindung in Laptop, Palmtop, Desktop und Tablett-Computern mit drahtlosen Eigenschaften; Personal Digital Assistants (PDAs) mit drahtlosen Eigenschaften, Mobiltelefonen und anderen Handheld drahtlosen Kommunikationseinrichtungen; Pagern; Satelliten, Kommunikationseinrichtungen, Kameras mit drahtlosen Eigenschaften; Audio, Video und Multimediavorrichtungen mit drahtlosen Eigenschaften; Network Interface Karten (NICs) und anderen Netzwerkschnittstellen, Strukturen; integrierten Schaltkreisen; als Anweisungen und/oder Datenstrukturen, die auf einem maschinenlesbaren Medium gespeichert sind; und/oder in anderen Formaten ausgeführt sein. Beispiele von verschiedenen Arten von maschinenlesbaren Medien, die verwendet werden könne, beinhalten Floppydisketten, Festplatten, optischen Platten, Compact Disc Read Only Memories (CD-ROMs), Magnetooptischen Platten, Read Only Memories (ROMs), Random Access Memories (RAMs), Erasable Programmable ROMS (EPROMs), Electrically Erasable Programmable ROMS (EEPROMs), magnetischen oder optischen Karten, Flashspeichern und/oder andere Arten von Medien, die zum Speichern elektronischer Anweisungen oder Daten geeignet sind. In wenigstens einer Form ist die Erfindung ausgeführt als ein Satz von Anweisungen, die auf eine Trägerwelle zum Übertragen auf ein Übertragungsmedium moduliert sind.
Es versteht sich, dass die einzelnen Blöcke, die in den Blockdiagrammen dargestellt sind, in ihrer Natur funktional sind und nicht notwendigerweise mit diskreten Hardware-Elementen korrespondieren. Beispielsweise sind in wenigstens einem Ausführungsbeispiel zwei oder mehrere dieser Blöcke als Software innerhalb einer einzelnen (oder mehreren) digitalen Verarbeitungsvorrichtung(en) ausgeführt. Die digitale Verarbeitungsvorrichtung(en) kann beispielsweise beinhalten einen Mehrzweckmikroprozessor, einen digitalen Signalprozessor (DSP), ein Reduced Instruction Set Computer (RISC), ein Complex Instruction Set Computer (CISC), ein Field Programmable Gate Array (FPGA), ein Application Specific Integrated Circuit (ASIC) und/oder andere, einschließlich einer Kombination der oben genannten. Hardware, Software, Firmware und Hybridausbildungen können verwendet werden.
In der vorstehenden detaillierten Beschreibung sind verschiedene Merkmale der Erfindudng gemeinsam in einem oder mehreren einzelnen Ausführungsbeispielen zum Zweck der rationalisierten Offenbarung gruppiert. Dieses Verfahren der Offenbarung soll nicht als eine Absicht wiedergebend interpretiert werden, dass die beanspruchte Erfindung mehr als die ausdrücklich in jedem Anspruch genannten Merkmale benötigt. Die erfinderischen Aspekte können eher wie die folgenden Ansprüche wiedergeben, in weniger als allen Merkmalen eines jeden offenbarten Ausführungsbeispiels liegen.
Obwohl die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit bestimmten Ausgestaltungen beschrieben wurde, versteht es sich, dass sich Modifikationen und Variationen zugewendet werden kann, ohne das Wesen und den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie der Fachmann sofort versteht. Solche Modifikationen und Variationen werden als innerhalb des Bereichs und des Umfangs der Erfindung und der beigefügten Ansprüche angesehen.
ZUSAMMENFASSUNG
Verfahren und Strukturen werden gezeigt für die Verwendung beim Abschwächen der Effekte von Plattformrauschen in einer drahtlosen Vorrichtung durch Schätzen der Plattform-Rauschleistung-pro-Ton-Information während einer stillen Phase in einer drahtlosen Vorrichtung; Empfangen eines orthogonalen Frequenzteilungsmulitplex (othogonal fequency division mutiplexing; OFDM) Symbols von einem drahtlosen Kanal; und Verwenden der Plattform-Rauschleistung-pro-Ton-Information zum Erzeugen von Soft Bits für das OFDM-Symbol zum Leiten an einen Viterbi-Dekodierer in der drahtlosen Vorrichtung.

Claims

Verfahren mit den Schritten: – Schätzen der Plattformrauschleistung-pro-Ton-Information während einer stillen Phase in einer drahtlosen Vorrichtung; – Empfangen eines orthogonalen Frequenzteiler-Multiplex (orthogonal frequency division multiplexing; OFDM) Symbols von einem drahtlosen Kanal; und – Verwenden der Plattformrauschleistung-pro-Ton-Information zum Erzeugen von Soft Bits für das OFDM-Symbol zum Bereitstellen an einen Viterbi-Dekodierer in der drahtlosen Vorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Speichern der Plattformrauschleistung-pro-Ton-Information in einem Speicher nach dem Schätzen, wobei das Verwenden der Plattformrauschleistung-pro-Ton-Information das Auslesen der Plattformrauschleistung-pro-Ton-Information aus dem Speicher aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Schätzen und Speichern der Plattformrauschleistung-pro-Ton-Information in vordefinierten Abständen.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Verwenden der Plattformrauschleistung-pro-Ton-Information zum Auswählen einer von einer Vielzahl von Antennen zum Verwenden in der sich anschließenden Kommunikation basierend auf dem Signal-zu-Interferenz-plus-Rauschen-Verhältnis (signal to interference plus noise ratio; SINR).
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Verwenden der Plattformrauschleistung-pro-Ton-Information zum Ausführen von Frequenzbereich-Paketerkennung zum Erkennen eines Pakets, wenn durch die drahtlose Vorrichtung empfangen, wobei das Verwenden der Plattformrauschleistung-pro-Ton-Information zum Ausführen der Frequenzbereich-Paketerkennung das Herabsetzen der Töne basieren auf der Rauschleistungsebene beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Verwenden der Plattformrauschleistung-pro-Ton-Information zum Ausführen von Pilotverfolgung mit Pilottönen im OFDM Symbol, wobei das Verwenden der Plattformrauschleistung-pro-Ton-Information zum Ausführen der Pilotverfolgung das Herabsetzen der Pilottöne basierend auf der Rauschleistungsebene beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verwenden der Plattformrauschleistung-pro-Ton-Information zum Erzeugen von Soft Bits aufweist: – Konvertieren des OFDM-Symbols von einer Zeitbereichsdarstellung in eine Frequenzbereichsdarstellung die eine Anzahl von Frequenzbereich-Samples aufweist, wobei jedes Frequenzbereich-Sample ein empfangenes Datensymbol für einen korrespondierenden Ton des OFDM-Symbol darstellt; – Wichten der Frequenzbereich-Samples unter Verwendung der Plattformrauschleistung-pro-Ton-Information; und – Abgeben der gewichteten Samples an eine Soft-Bit-Berechnungseinheit zum Verwenden bei der Berechnung der Soft Bits.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Soft-Bit-Berechnungseinheit ein konstantes Rauschen über die OFDM voraussetzt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verwenden der Plattformrauschleistung-pro-Ton-Information aufweist: – Konvertieren des OFDM-Symbols von einer Zeitbereichsdarstellung in eine Frequenzbereichsdarstellung, die eine Anzahl von Frequenzbereich-Samples aufweist, wobei jedes Freuqenzbereich-Sample ein empfangenes Datensymbol einen korrespondierenden Ton des OFDM-Symbol darstellt; – Erzeugen von Kanal-Schätzungen für den drahtlosen Kanal unter Verwendung der Frequenzbereich-Samples; – Wichten der Kanal-Schätzungen unter Verwendung der Plattformrauschleistung-pro-Ton-Information zum Erzeugen von gewichteten Kanal-Schätzungen; und – Abgeben der gewichteten Kanal-Schätzungen an eine Soft-Bit-Berechnungseinheit zum Verwenden bei der Berechnung der Soft Bits.
Vorrichtung mit – einem Rauschleistung-pro-Ton-Schätzer zum Schätzen der Plattformrauschleistung-pro-Ton während einer stillen Phase, wenn keine Kommunikationsaktivität auftritt; – eine diskrete-Fourier-Transformation (DFT) Einheit zum Konvertieren eines orthogonalen Frequenzteiler-Multiplex (OFDM) Symbols von einer Zeitbereichsdarstellung zu einer Frequenzbereichsdarstellung, wobei die Frequenzbereichsdarstellung eines Anzahl von Frequenzbereich-Samples aufweist, wobei jedes Frequenzbereich-Sample ein empfangenes Datensymbol für einen korrespondierenden Ton des OFDM Symbols darstellt; – ein Soft-Bit-Erzeugungs-Subsystem zum Erzeugen von Soft Bits für das empfangene OFDM Symbol unter Verwendung der Plattformrauschleistung-pro-Ton-Information, die durch den Rauschleistung-pro-Ton-Schätzer erzeugt wurde; und – einen Viterbi-Dekodierer zum Verarbeiten der Soft Bits.
Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen Speicher zum Speichern der vom Rauschleistung-pro-Ton-Schätzer geschätzten Plattform-Rauschleistung-pro-Ton-Information, wobei das Soft-Bit-Erzeugungs-Subsystem die Plattform-Rauschleistung-pro-Ton-Information aus dem Speicher ausliest, wenn zum Erzeugen der Soft Bits benötigt.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Soft-Bit-Erzeugungs-Subsystem aufweist: – eine Rauschleistung-pro-Ton-Wichtungseinheit zum Wichten der Frequenzbereich-Samples unter Verwendung der Plattform-Rauschleistungpro-Ton-Information zum Erzeugen gewichteter Samples; und – eine Soft-Bit-Berechnungseinheit zum Berechnen der Softbits unter Verwendung der gewichteten Samples.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Soft-Bit-Erzeugungs-Subsystem eine Soft-Bit-Berechnungseinheit zum Empfangen der Plattform-Rauschleistung-pro-Ton-Information an einem Eingang und zum Berechnen der Softbits unter Verwendung der Plattform-Rauschleistung-pro-Ton-Information aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Soft-Bit-Erzeugungs-Subsystem aufweist: – einen Kanalschätzer zum Erzeugen von Kanalschätzungen für den drahtlosen Kanal unter Verwendung der Frequenzbereich-Samples und zum Wichten der Kanalschätzungen unter Verwendung der Plattform-Rauschleistung-pro-Ton-Information zum Erzeugen gewichteter Kanalschätzungen; und – eine Soft-Bit-Berechnungseinheit zum Empfangen der Frequenzbereich-Samples, der Kanalschätzungen und der gewichteten Kanalschätzungen zum Verwenden bei der Erzeugung der Softbits.
Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen Antennenselektierer zum Auswählen einer aus einer Mehrzahl von Antennen zum Verwenden während der anschließenden Kommunikationsaktivität, wobei der Antennenselektierer zum Verwenden der Plattform-Rauschleistung-pro-Ton-Information, die vom Rauschleistung-pro-Ton-Schätzer geschätzt wurde, zum Auswählen der Antenne basierend auf dem Signal-zu-Interferenz-plus-Rausch-Verhältnisses (SINR) eingerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen Frequenzbereich-Paket-Detektierer, der angeschlossen ist zum Empfangen einer Ausgabe der diskreten-Fourier-Transformations-Einheit, zum Erkennen des Empfangs eines Pakets durch die Vorrichtung, wobei der Frequenzbereich-Paket-Detekierer zum Nutzen der Plattform-Rauschleistung-pro-Ton-Information, die durch den Rauschleistung-pro-Ton-Schätzer geschätzt wurde, zum Reduzieren des Auftretens von Paketerkennungs-Fehlalarmen in der Vorrichtung eingerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Pilotverfolgungseinheit, die angeschlossen ist, um die Ausgänge der diskreten-Fourier-Transformations-Einheit zu empfangen, die mit den Pilottönen eines OFDM Empfangssymbols assoziiert sind, zum Ausführen der Pilotverfolgung für die Vorrichtung, wobei die Pilotverfolgungseinheit zum Nutzen der vom Rauschleistung-pro-Ton-Schätzer geschätzten Plattform-Rauschleistung-pro-Ton-Information zum Herabsetzen der Pilottöne, die eine hohes Niveau von Plattformrauschen haben, eingerichtet ist.
System mit: – wenigstens zwei Dipol-Antennen; – einem Rauschleistung-pro-Ton-Schätzer zum Schätzen der Plattformrauschleistung-pro-Ton während einer stillen Phase, wenn keine Kommunikationsaktivität auftritt; – eine diskrete-Fourier-Transormations (DFT) Einheit zum Konvertieren eines orthogonalen Frequenzteiler-Multiplex (OFDM) Symbols von einer Zeitbereichsdarstellung zu einer Frequenzbereichsdarstellung, wobei die Frequenzbereichsdarstellung eines Anzahl von Frequenzbereich-Samples aufweist, wobei jedes Frequenzbereich-Sample ein empfangenes Datensymbol für einen korrespondierenden Ton des OFDM Symbols darstellt; – ein Soft-Bit-Erzeugungs-Subsystem zum Erzeugen von Soft Bits für das empfangene OFDM Symbol unter Verwendung der Plattformrauschleistung-pro-Ton-Information, die durch den Rauschleistung-pro-Ton-Schätzer erzeugt wurde; und – einen Viterbi-Dekodierer zum Verarbeiten der Soft Bits.
System nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch einen Speicher zum Speichern der vom Rauschleistung-pro-Ton-Schätzer geschätzten Plattform-Rauschleistung-pro-Ton-Information, wobei das Soft-Bit-Erzeugungs-Subsystem die Plattform-Rauschleistung-pro-Ton-Information aus dem Speicher ausliest, wenn zum Erzeugen der Soft Bits benötigt.
System nach Anspruch 18, wobei das Soft-Bit-Erzeugungs-Subsystem aufweist: – eine Rauschleistung-pro-Ton-Wichtungseinheit zum Wichten der Frequenzbereich-Samples unter Verwendung der Plattform-Rauschleistungpro-Ton-Information zum Erzeugen gewichteter Samples; und – eine Soft-Bit-Berechnungseinheit zum Berechnen der Softbits unter Verwendung der gewichteten Samples.
System nach Anspruch 18, wobei das Soft-Bit-Erzeugungs-Subsystem eine Soft-Bit-Berechnungseinheit zum Empfangen der Plattform-Rauschleistung-pro-Ton-Information an einem Eingang und zum Berechnen der Softbits unter Verwendung der Plattform-Rauschleistung-pro-Ton-Information aufweist.
System nach Anspruch 18, wobei das Soft-Bit-Erzeugungs-Subsystem aufweist: – einen Kanalschätzer zum Erzeugen von Kanalschätzungen für den drahtlosen Kanal unter Verwendung der Frequenzbereich-Samples und zum Wichten der Kanalschätzungen unter Verwendung der Plattform-Rauschleistung-pro-Ton-Information zum Erzeugen gewichteter Kanalschätzungen; und – eine Soft-Bit-Berechnungseinheit zum Empfangen der Frequenzbereich-Samples, der Kanalschätzungen und der gewichteten Kanalschätzungen zum Verwenden bei der Erzeugung der Softbits.
Artikel, umfassend ein Speichermedium mit darauf gespeicherten Anweisungen, die, wenn auf einer Computerplattform ausgeführt, in Betrieb sind um: – Plattformrauschen-pro-Ton-Information für eine drahtlose Vorrichtung zu erhalten; – ein orthogonales Frequenzteilungs-Multiplex (OFDM) Symbol von einem drahtlosen Kanal zu empfangen; und – die Plattform-Rauschleistung-pro-Ton-Information zum Erzeugen von Softbits für das OFDM Symbol zum Liefern an einen Viterbi-Dekodierer in der drahtlosen Vorrichtung zu verwenden.
Artikel nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb zum Erhalten der Plattformrauschen-pro-Ton-Information für eine drahtlose Vorrichtung den Betrieb zum Auslesen der Plattform-Rauschleistung-pro-Ton-Information aus einem Speicher in der drahtlosen Vorrichtung umfasst.
Artikel nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Anweisungen weiter ausgeführt werden zum Auswählen einer aus einer Mehrzahl von Antennen, die mit der drahtlosen Vorrichtung zur Verwendung in der sich anschließenden Kommunikation assoziiert ist, basierend auf dem Signal-zu-Interferenz-plus-Rauschen-Verhältnisses (SINR) unter Verwendung der Plattform-Rauschleistung-pro-Ton-Information.
Artikel nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet dass die Anweisungen weiter ausgeführt werden, um die Frequenzbereich-Paketerkennung zum Erfassen eines eingehenden Pakets durchzuführen unter Verwendung der Plattform-Rauschleistungpro-Ton-Information zum Herabsetzen der Töne basierend auf dem Rauschleistungsniveau.
Artikel nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet dass die Anweisungen weiter ausgeführt werden um die Pilotverfolgung mit Pilottönen in einem empfangenden OFDM-Symbol auszuführen unter Verwendung der Plattform-Rauschleistung-pro-Ton-Information zum Herabsetzen der Pilottöne basierend auf dem Rauschleistungsniveau.
Artikel nach Anspruch 23, wobei der Betrieb zum Benutzen der Plattform-Rauschleistung-pro-Ton-Information zum Erzeugen der Softbits den Betrieb aufweist: – Konvertieren des OFDM-Symbols von einer Zeitbereichsdarstellung in eine Frequenzbereichsdarstellung, die eine Anzahl von Frequenzbereich-Samples aufweist, wobei jedes der Frequenzbereich-Sample ein empfangenes Datensymbol für einen korrespondierenden Ton des OFDM-Symbols darstellt; – Wichten der Frequenzbereich-Sample unter Verwendung der Plattform-Rauschleistung-pro-Ton-Information; und – Verarbeiten der gewichteten Frequenzbereich-Samples zum Erzeugen von Softbits.
Artikel nach Anspruch 23, wobei der Betrieb zur Benutzung der Plattform-Rauschleistung-pro-Ton-Information zum Erzeugen von Softbits den Betrieb umfasst zum: – Konvertieren des OFDM-Symbols von einer Zeitbereichdarstellung zu einer Frequenzbereichdarstellung, die einer Anzahl von Frequenzbereich-Samples enthält, wobei jedes der Frequenzbereich-Samples eines empfangendes Datensymbol für einen korrespondierenden Ton des OFDM-Symbols darstellt; – Erzeugen von Kanalschätzungen für den drahtlosen Kanal unter Verwendung der Frequenzbereich-Samples; – Wichten der Kanalschätzungen unter Verwendung der Plattform-Rauschleistungpro-Ton-Information; und – Verarbeiten der Frequenzbereich-Samples, der Kanalschätzungen und der gewichteten Kanalschätzungen zum Erzeugen der Softbits.