Ofdm系统中的适应性信道预测和干扰减轻的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及OFDM(正交频分复用）系统，并且，更具体的，涉及OFDM系统中的适应 性信道预测和/或干扰减轻。
【背景技术】
[0002] 在一些通信系统中，接收机（和/或发射机）可以经由共享的通信网络耦合到多 个发送（和/或接收）设备上。所述通信网络可以通过使用例如〇FDMA(正交频分多址）、 OFDM(正交频分复用）的多用户的变形来进行共享。在OFDM中，可能被编码过的数字数据 被调制到多个正交子载波频率（"子载波")。调制方案可以包括例如QAM(正交振幅调制） 和/或PSK(相移键控）。子载波可以进一步包括所谓的"导频"，所述导频是利用然后可以 被用于确定信道特性的已知数据来进行调制的子载波。
[0003] 在0FDMA中，多个客户端设备中的每一个客户端设备可以使用（例如，可以被分 配）所述子载波中的子集。客户端设备（发送或接收）然后可以被配置为将用户数据调制 到所述子载波的子集并且将调制过的子载波（和导频）变换到时域（使用例如快速傅里叶 逆变换）以生成OFDM符号。所述OFDM符号然后可以从数字的转换成模拟的、调制到RF载 波上（例如）以生成模拟信号并且沿信道发送到接收设备。接收设备可以被配置为对模拟 信号进行解调并且将所解调的模拟信号数字化（经由例如模数转换器）以恢复OFDM符号。 所述OFDM符号然后可以被进一步处理以恢复所述用户数据。
[0004] 由于可以随时间变化的信道特性，所以模拟信号在其沿信道行进期间可以被改 变。信道特性可以包括信道频率响应和/或信道冲激响应。在多用户系统中，信道特性可 以跨信道进行变化，这是因为将第一客户端设备耦合到头端的第一通信信道可能与将第二 客户端设备耦合到所述头端的第二通信信道不同。
[0005] 例如，在宽带电缆系统中，电缆调制解调器终端系统（"头端"）被配置为在混合光 纤同轴电缆网络上提供对多个电缆调制解调器的电视、语音和网络接入。将相应的电缆调 制解调器耦合到所述头端的每一个信道的配置在信道间可以有所不同。从而，信道特性可 以跨信道各不相同。可以使用周期性探测符号来对信道特性进行估计。每一个信道特性估 计可以被应用于承载数据的OFDM符号直到接收下一个探测符号并且更新所述信道特性估 计。可以相对较远地发送探测符号，例如，在范围从大约一秒到三十秒之间的间隔。因此， 若干个承载数据的OFDM符号可以在探测符号之间进行发送（并且接收）。
[0006] 假设信道特性为静态的，即，在探测符号之间保持不变。然而，信道特性实际上可 以在探测符号之间的时间间隔变化。此外，小的时间偏移可以作为信道频率响应中的变化 而出现。因此，信道特性在探测符号之间是固定的这一假设可以导致性能损失，因为可能使 用了不再精确的信道估计在数据OFDM符号上执行均衡。
[0007] 通常，在接收设备中连续接收的OFDM符号由保护间隔进行分隔（在时间上）。保 护间隔被配置为适应来自例如信道中的不连续的回声或微反射。保护间隔可以包括用于辅 助执行在从OFDM符号的数据恢复中使用的离散傅里叶变换（例如，快速傅里叶变换（FFT)) 的循环前缀。此外，通信信道对于带内干扰可能是敏感的。典型地，带内干扰与OFDM子载 波不是正交的，从而当执行FFT时，由于与FFT相关联的加窗操作，所以窄带干扰可以经历 频谱的加宽。换句话说，窗口长度通常不是干扰频率时间段的整数倍。因此，由于加窗，具 有几MHz(兆赫兹）带宽的外部干扰可以由此分散到几十个MHz，从而影响一些子载波及其 相关联的数据。
【附图说明】
[0008] 要求保护的主题的特征和优势将根据符合实施例的以下的详细说明而变得显而 易见，所述描述应当参考附图进行考虑，其中：
[0009] 图1示出了符合本公开的各个实施例的网络系统；
[0010] 图2示出了符合本公开的各个实施例的探测符号的序列的示例；
[0011] 图3示出了符合本公开的各个实施例的通信系统；
[0012] 图4示出了符合本公开的一个实施例的用于模拟的示例通信系统的误码率（BER) 与信噪比（SNR)的图；
[0013] 图5示出了符合本公开的一个实施例的接收到的OFDM符号序列及相关联的保护 间隔的部分的示例；
[0014] 图6示出了符合本公开的一个实施例的信道冲激响应的部分的示例；
[0015] 图7示出了符合本公开的用于通信系统的一个示例的调制误差率（MER)与频率的 图；
[0016] 图8是根据本公开的各个实施例的用于减轻干扰的操作流程图；以及
[0017] 图9是根据本公开的各个实施例的适应性信道预测操作的流程图。
[0018] 尽管以下【具体实施方式】将参考举例示出性的实施例而进行，然而，所述实施例的 许多替代方案、改变和变形对于本领域的技术人员而言是显而易见的。
【具体实施方式】
[0019] 概括而言，本公开涉及被配置为在0FMD系统中提供适应性信道预测和/或减轻干 扰的通信系统（和方法）。在实施例中，适应性信道预测（即，信道跟踪）被配置为对基于 探测符号确定的信道频率响应估计之间的信道频率响应进行预测和/或内插。所预测的信 道频率响应然后可以用于对包括数据的OFDM符号进行预均衡和/或均衡。所述预测和内 插被配置为适应在基于探测符号确定的信道频率响应估计之间的信道特性中的变化。
[0020] 在另一实施例中，符合本公开的通信系统和方法被配置为对共享与相应的所接收 的OFDM符号相关联的每一个保护间隔进行优化。保护间隔的第一部分可以用于适应微反 射，而保护间隔的第二部分（即，保护间隔剩余部分）可以用于使用例如升余弦窗口来进行 加窗。所述第一部分的持续时间可以至少部分地基于的调制方案（例如，l〇24QAM(1024点 的正交振幅调制））、调制方案的信道冲激响应以及信噪比（SNR)规格来确定。所述保护间 隔剩余部分的持续时间然后可以基于保护间隔的大小以及第一部分的持续时间来确定。与 FFT(快速傅里叶变换）相关联的加窗然后可以在接收设备处执行，所述接收设备具有被配 置为降低与外部干扰相关联的谱扩散的锥体（tapering)，如本文所描述的。
[0021] 图1示出了符合本公开的各个实施例的网络系统100。网络系统100通常包括头 端102,以及至少一个客户端设备106a，...，106n。在一些实施例中，头端可以与电缆调制 解调器终端系统（CMTS)相对应，并且每一个客户端设备可以与电缆调制解调器相对应。在 一些实施例中，头端可以与数字用户线接入复用器OSLAM)相对应，并且客户端设备可以 与DSL调制解调器相对应。头端102通常可以包括在服务提供商设施中。一个或多个客户 端设备l〇6a，...，106n可以位于相应的消费者位置。头端102被配置为与每一个客户端设 备106a，. . .，106n进行通信，而每一个客户端设备106a，. . .，106n被配置为经由通信网络 104与头端102进行通信。通信网络104可以包括例如光纤、同轴电缆、铜双绞线、铜双轴电 缆等和/或其组合，例如，混合光纤同轴电缆（HFC)。在一些实施例中，通信网络104可以包 括多个逻辑和/或物理信道（例如，差分对信道），所述多个逻辑和/或物理信道提供例如 分别在头端102的发射机和接收机与客户端设备（例如，客户端设备106a)的接收机和发 射机之间的分离的连接。
[0022] 头端102和每一个客户端设备106a，...，106n可以经由通信网络104使用数据 加上其它服务通信协议（例如，DOCSIS?(电缆数据服务接口规范）通信协议、DSL(数 字用户线）通信协议等）来进行互相通信。所述DOCSIS?通信协议可以遵循或兼容 由CableLabs于2013年10月发布的名为"DOCSIS?3. 1物理层接口规范，CM-SP-PHY v3. 1-101-131029"的DOCSIS?3. 1规范和/或所述规范的后续版本。DSL协议可以遵 循或兼容由国际电信联盟远程通信标准化组织（ITU-T)于1999年6月发布的ADSL(非对 称数字用户线）建议草案G. 992. 1，名为"非对称数字用户线（ADSL)收发器"和/或这一推 荐的后续版本例如由ITU-T于2002年7月发布的ITU-T建议草案G. 992. 3,名为"非对称 数字用户线收发器2 (ADSL2) "。当然，在其它实施例中，数据加上其它服务通信协议可以包 括定制和/或专属数据加上其它服务通信协议。
[0023] 头端102和客户端设备106a，. ? ?，106n被配置为使用0FDMA(正交频分多址）来进 行通信。头端102可以被配置为将0FDMA符号中的一个或多个OFDM(正交频分复用）符号 发送到客户端设备106a，. . .，106n。头端102可以被配置为从客户端设备106a，. . .，106n 接收一个或多个OFDM符号。因此，头端102可以与发送设备或接收设备相对应。每一个客 户端设备l〇6a，. ..，106n被配置为向或从头端102发送或接收相应的OFDM符号。因此，每 一个客户端设备l〇6a，...，106n可以是