Ofdm系統(tǒng)中的適應(yīng)性信道預(yù)測(cè)和干擾減輕的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開(kāi)涉及OFDM(正交頻分復(fù)用）系統(tǒng)，并且，更具體的，涉及OFDM系統(tǒng)中的適應(yīng) 性信道預(yù)測(cè)和/或干擾減輕。
【背景技術(shù)】
[0002] 在一些通信系統(tǒng)中，接收機(jī)（和/或發(fā)射機(jī)）可以經(jīng)由共享的通信網(wǎng)絡(luò)耦合到多 個(gè)發(fā)送（和/或接收）設(shè)備上。所述通信網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)使用例如〇FDMA(正交頻分多址）、 OFDM(正交頻分復(fù)用）的多用戶的變形來(lái)進(jìn)行共享。在OFDM中，可能被編碼過(guò)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù) 被調(diào)制到多個(gè)正交子載波頻率（"子載波")。調(diào)制方案可以包括例如QAM(正交振幅調(diào)制） 和/或PSK(相移鍵控）。子載波可以進(jìn)一步包括所謂的"導(dǎo)頻"，所述導(dǎo)頻是利用然后可以 被用于確定信道特性的已知數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行調(diào)制的子載波。
[0003] 在0FDMA中，多個(gè)客戶端設(shè)備中的每一個(gè)客戶端設(shè)備可以使用（例如，可以被分 配）所述子載波中的子集?？蛻舳嗽O(shè)備（發(fā)送或接收）然后可以被配置為將用戶數(shù)據(jù)調(diào)制 到所述子載波的子集并且將調(diào)制過(guò)的子載波（和導(dǎo)頻）變換到時(shí)域（使用例如快速傅里葉 逆變換）以生成OFDM符號(hào)。所述OFDM符號(hào)然后可以從數(shù)字的轉(zhuǎn)換成模擬的、調(diào)制到RF載 波上（例如）以生成模擬信號(hào)并且沿信道發(fā)送到接收設(shè)備。接收設(shè)備可以被配置為對(duì)模擬 信號(hào)進(jìn)行解調(diào)并且將所解調(diào)的模擬信號(hào)數(shù)字化（經(jīng)由例如模數(shù)轉(zhuǎn)換器）以恢復(fù)OFDM符號(hào)。 所述OFDM符號(hào)然后可以被進(jìn)一步處理以恢復(fù)所述用戶數(shù)據(jù)。
[0004] 由于可以隨時(shí)間變化的信道特性，所以模擬信號(hào)在其沿信道行進(jìn)期間可以被改 變。信道特性可以包括信道頻率響應(yīng)和/或信道沖激響應(yīng)。在多用戶系統(tǒng)中，信道特性可 以跨信道進(jìn)行變化，這是因?yàn)閷⒌谝豢蛻舳嗽O(shè)備耦合到頭端的第一通信信道可能與將第二 客戶端設(shè)備耦合到所述頭端的第二通信信道不同。
[0005] 例如，在寬帶電纜系統(tǒng)中，電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)（"頭端"）被配置為在混合光 纖同軸電纜網(wǎng)絡(luò)上提供對(duì)多個(gè)電纜調(diào)制解調(diào)器的電視、語(yǔ)音和網(wǎng)絡(luò)接入。將相應(yīng)的電纜調(diào) 制解調(diào)器耦合到所述頭端的每一個(gè)信道的配置在信道間可以有所不同。從而，信道特性可 以跨信道各不相同?？梢允褂弥芷谛蕴綔y(cè)符號(hào)來(lái)對(duì)信道特性進(jìn)行估計(jì)。每一個(gè)信道特性估 計(jì)可以被應(yīng)用于承載數(shù)據(jù)的OFDM符號(hào)直到接收下一個(gè)探測(cè)符號(hào)并且更新所述信道特性估 計(jì)?？梢韵鄬?duì)較遠(yuǎn)地發(fā)送探測(cè)符號(hào)，例如，在范圍從大約一秒到三十秒之間的間隔。因此， 若干個(gè)承載數(shù)據(jù)的OFDM符號(hào)可以在探測(cè)符號(hào)之間進(jìn)行發(fā)送（并且接收）。
[0006] 假設(shè)信道特性為靜態(tài)的，即，在探測(cè)符號(hào)之間保持不變。然而，信道特性實(shí)際上可 以在探測(cè)符號(hào)之間的時(shí)間間隔變化。此外，小的時(shí)間偏移可以作為信道頻率響應(yīng)中的變化 而出現(xiàn)。因此，信道特性在探測(cè)符號(hào)之間是固定的這一假設(shè)可以導(dǎo)致性能損失，因?yàn)榭赡苁?用了不再精確的信道估計(jì)在數(shù)據(jù)OFDM符號(hào)上執(zhí)行均衡。
[0007] 通常，在接收設(shè)備中連續(xù)接收的OFDM符號(hào)由保護(hù)間隔進(jìn)行分隔（在時(shí)間上）。保 護(hù)間隔被配置為適應(yīng)來(lái)自例如信道中的不連續(xù)的回聲或微反射。保護(hù)間隔可以包括用于輔 助執(zhí)行在從OFDM符號(hào)的數(shù)據(jù)恢復(fù)中使用的離散傅里葉變換（例如，快速傅里葉變換（FFT)) 的循環(huán)前綴。此外，通信信道對(duì)于帶內(nèi)干擾可能是敏感的。典型地，帶內(nèi)干擾與OFDM子載 波不是正交的，從而當(dāng)執(zhí)行FFT時(shí)，由于與FFT相關(guān)聯(lián)的加窗操作，所以窄帶干擾可以經(jīng)歷 頻譜的加寬。換句話說(shuō)，窗口長(zhǎng)度通常不是干擾頻率時(shí)間段的整數(shù)倍。因此，由于加窗，具 有幾MHz(兆赫茲）帶寬的外部干擾可以由此分散到幾十個(gè)MHz，從而影響一些子載波及其 相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。
【附圖說(shuō)明】
[0008] 要求保護(hù)的主題的特征和優(yōu)勢(shì)將根據(jù)符合實(shí)施例的以下的詳細(xì)說(shuō)明而變得顯而 易見(jiàn)，所述描述應(yīng)當(dāng)參考附圖進(jìn)行考慮，其中：
[0009] 圖1示出了符合本公開(kāi)的各個(gè)實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；
[0010] 圖2示出了符合本公開(kāi)的各個(gè)實(shí)施例的探測(cè)符號(hào)的序列的示例；
[0011] 圖3示出了符合本公開(kāi)的各個(gè)實(shí)施例的通信系統(tǒng)；
[0012] 圖4示出了符合本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的用于模擬的示例通信系統(tǒng)的誤碼率（BER) 與信噪比（SNR)的圖；
[0013] 圖5示出了符合本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的接收到的OFDM符號(hào)序列及相關(guān)聯(lián)的保護(hù) 間隔的部分的示例；
[0014] 圖6示出了符合本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的信道沖激響應(yīng)的部分的示例；
[0015] 圖7示出了符合本公開(kāi)的用于通信系統(tǒng)的一個(gè)示例的調(diào)制誤差率（MER)與頻率的 圖；
[0016] 圖8是根據(jù)本公開(kāi)的各個(gè)實(shí)施例的用于減輕干擾的操作流程圖；以及
[0017] 圖9是根據(jù)本公開(kāi)的各個(gè)實(shí)施例的適應(yīng)性信道預(yù)測(cè)操作的流程圖。
[0018] 盡管以下【具體實(shí)施方式】將參考舉例示出性的實(shí)施例而進(jìn)行，然而，所述實(shí)施例的 許多替代方案、改變和變形對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 概括而言，本公開(kāi)涉及被配置為在0FMD系統(tǒng)中提供適應(yīng)性信道預(yù)測(cè)和/或減輕干 擾的通信系統(tǒng)（和方法）。在實(shí)施例中，適應(yīng)性信道預(yù)測(cè)（即，信道跟蹤）被配置為對(duì)基于 探測(cè)符號(hào)確定的信道頻率響應(yīng)估計(jì)之間的信道頻率響應(yīng)進(jìn)行預(yù)測(cè)和/或內(nèi)插。所預(yù)測(cè)的信 道頻率響應(yīng)然后可以用于對(duì)包括數(shù)據(jù)的OFDM符號(hào)進(jìn)行預(yù)均衡和/或均衡。所述預(yù)測(cè)和內(nèi) 插被配置為適應(yīng)在基于探測(cè)符號(hào)確定的信道頻率響應(yīng)估計(jì)之間的信道特性中的變化。
[0020] 在另一實(shí)施例中，符合本公開(kāi)的通信系統(tǒng)和方法被配置為對(duì)共享與相應(yīng)的所接收 的OFDM符號(hào)相關(guān)聯(lián)的每一個(gè)保護(hù)間隔進(jìn)行優(yōu)化。保護(hù)間隔的第一部分可以用于適應(yīng)微反 射，而保護(hù)間隔的第二部分（即，保護(hù)間隔剩余部分）可以用于使用例如升余弦窗口來(lái)進(jìn)行 加窗。所述第一部分的持續(xù)時(shí)間可以至少部分地基于的調(diào)制方案（例如，l〇24QAM(1024點(diǎn) 的正交振幅調(diào)制））、調(diào)制方案的信道沖激響應(yīng)以及信噪比（SNR)規(guī)格來(lái)確定。所述保護(hù)間 隔剩余部分的持續(xù)時(shí)間然后可以基于保護(hù)間隔的大小以及第一部分的持續(xù)時(shí)間來(lái)確定。與 FFT(快速傅里葉變換）相關(guān)聯(lián)的加窗然后可以在接收設(shè)備處執(zhí)行，所述接收設(shè)備具有被配 置為降低與外部干擾相關(guān)聯(lián)的譜擴(kuò)散的錐體（tapering)，如本文所描述的。
[0021] 圖1示出了符合本公開(kāi)的各個(gè)實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)100。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)100通常包括頭 端102,以及至少一個(gè)客戶端設(shè)備106a，...，106n。在一些實(shí)施例中，頭端可以與電纜調(diào)制 解調(diào)器終端系統(tǒng)（CMTS)相對(duì)應(yīng)，并且每一個(gè)客戶端設(shè)備可以與電纜調(diào)制解調(diào)器相對(duì)應(yīng)。在 一些實(shí)施例中，頭端可以與數(shù)字用戶線接入復(fù)用器OSLAM)相對(duì)應(yīng)，并且客戶端設(shè)備可以 與DSL調(diào)制解調(diào)器相對(duì)應(yīng)。頭端102通?？梢园ㄔ诜?wù)提供商設(shè)施中。一個(gè)或多個(gè)客戶 端設(shè)備l〇6a，...，106n可以位于相應(yīng)的消費(fèi)者位置。頭端102被配置為與每一個(gè)客戶端設(shè) 備106a，. . .，106n進(jìn)行通信，而每一個(gè)客戶端設(shè)備106a，. . .，106n被配置為經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò) 104與頭端102進(jìn)行通信。通信網(wǎng)絡(luò)104可以包括例如光纖、同軸電纜、銅雙絞線、銅雙軸電 纜等和/或其組合，例如，混合光纖同軸電纜（HFC)。在一些實(shí)施例中，通信網(wǎng)絡(luò)104可以包 括多個(gè)邏輯和/或物理信道（例如，差分對(duì)信道），所述多個(gè)邏輯和/或物理信道提供例如 分別在頭端102的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)與客戶端設(shè)備（例如，客戶端設(shè)備106a)的接收機(jī)和發(fā) 射機(jī)之間的分離的連接。
[0022] 頭端102和每一個(gè)客戶端設(shè)備106a，...，106n可以經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)104使用數(shù)據(jù) 加上其它服務(wù)通信協(xié)議（例如，DOCSIS?(電纜數(shù)據(jù)服務(wù)接口規(guī)范）通信協(xié)議、DSL(數(shù) 字用戶線）通信協(xié)議等）來(lái)進(jìn)行互相通信。所述DOCSIS?通信協(xié)議可以遵循或兼容 由CableLabs于2013年10月發(fā)布的名為"DOCSIS?3. 1物理層接口規(guī)范，CM-SP-PHY v3. 1-101-131029"的DOCSIS?3. 1規(guī)范和/或所述規(guī)范的后續(xù)版本。DSL協(xié)議可以遵 循或兼容由國(guó)際電信聯(lián)盟遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)化組織（ITU-T)于1999年6月發(fā)布的ADSL(非對(duì) 稱數(shù)字用戶線）建議草案G. 992. 1，名為"非對(duì)稱數(shù)字用戶線（ADSL)收發(fā)器"和/或這一推 薦的后續(xù)版本例如由ITU-T于2002年7月發(fā)布的ITU-T建議草案G. 992. 3,名為"非對(duì)稱 數(shù)字用戶線收發(fā)器2 (ADSL2) "。當(dāng)然，在其它實(shí)施例中，數(shù)據(jù)加上其它服務(wù)通信協(xié)議可以包 括定制和/或?qū)贁?shù)據(jù)加上其它服務(wù)通信協(xié)議。
[0023] 頭端102和客戶端設(shè)備106a，. ? ?，106n被配置為使用0FDMA(正交頻分多址）來(lái)進(jìn) 行通信。頭端102可以被配置為將0FDMA符號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)OFDM(正交頻分復(fù)用）符號(hào) 發(fā)送到客戶端設(shè)備106a，. . .，106n。頭端102可以被配置為從客戶端設(shè)備106a，. . .，106n 接收一個(gè)或多個(gè)OFDM符號(hào)。因此，頭端102可以與發(fā)送設(shè)備或接收設(shè)備相對(duì)應(yīng)。每一個(gè)客 戶端設(shè)備l〇6a，. ..，106n被配置為向或從頭端102發(fā)送或接收相應(yīng)的OFDM符號(hào)。因此，每 一個(gè)客戶端設(shè)備l〇6a，...，106n可以是