Philips ist boese. :-)

Indirekt schon, dachte ich.... Man muss ja den Zeitpunkt im Symbol finden, in dem die meiste Energie steckt.

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         Georg Acher, acher@in.tum.de
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         "Oh no, not again !" The bowl of petunias

Nack.

Bei OFDM läßt man die Echos im Guard-Intervall auslaufen und startet die Symbolabtastung _danach_ und synchron.

D.h. die zeitliche Information der Echos (TDR like) ist dann in jedem Fall weg. Nützen täte sie wegen der begrenzten Bandbreite aber eh' nicht viel.

Der übrige Verlauf des Leistungsmaximums ist dann eher eine Frage des gewählten Codes, es grüßt der Crest-Faktor (drum gibt es ja auch C_oded OFDM).

Aber: Durch die Interferenzen ist schon Information über den Signalweg in der Frequenzebene vorhanden, durch unterschiedliche Phasenwinkel je Frequenz, eben der zur Entzerrung benötigte komplexe Vektor, mit dem der Signalvektor multipliziert wird. Achtung: Es ist genau _eine_ komplexe Multiplikation pro Unterträger, bei gleichen Kanaleigenschaften bleibt der Entzerrungsvektor konstant.

=> Diese Information ist dann auch vollständig - die FFT Transformation ist schließlich orthogonal - mehr als das gibt es nicht.

Wenn man mehrere Antennen hat, kann man dann bei MIMO das "Gleichungsrechnen" mit Phasen anfangen, um rauszubekommen, was mit welcher Verzerrung von wo reinkam, in der Hoffnung, dass die Entzerrungsvektoren sich hinreichend unterscheiden. Der Vorteil von OFDM MIMO liegt dann hier, dass das sehr gemütlich in Software geschehen kann, es braucht kein Phased Array etc.

Ich halte nur den Begriff der "Signatur" dafür sehr unglücklich, es sind lediglich die Kanaleigenschaften nach Phase und Amplitude bei jedem Träger, die hier zur Geltung kommen.

Man sollte sich dabei aber vor Augen halten, dass auch bei gewöhnlichem OFDM die Entzerrung mit _wenigen_ Pilotträgern und der Berechnung des Entzerrungsvektors aus diesen gut funktioniert, das hilft, die Erwartung an das Profil des Entzerrungsvektors und die daraus gewinnbaren Informationen zu reduzieren. Da ist eben nicht pro Träger eine komplette Veränderung drin, sondern das ganze zieht sich kontinuierlich über den gesamten Vektor.

Gruß Oliver

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Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
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Und woher weisst du, wann das Guard-Intervall vorbei ist? ;-)

Bei DAB wird das zB. über CAZAC-Sequenzen im Sync-Symbol korreliert. Was da zunächst rauskommt, ist zumindest von der Magnitude wie die zeitliche Impulsantwort, jeder Peak ein Echo. Dann sucht man sich den Bereich für die FFT, in dem die Summe der Peaks am grössten ist, d.h. am wenigsten ISI ist. Das ist dann die Grundlage für die synchrone Dekodierung der nächsten zig Symbole im Frame. Es geht zwar ein ganzes Symbol für die Synchrinisation drauf, dafür muss man dann im restlichen Frame nicht mehr viel machen...

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         Georg Acher, acher@in.tum.de
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Wenn ich aber die Kanalimpulsantwort kenne und die Echos kürzer als mein CP sind kann ich versuchen mehr Energie für das eigentlich Symbol zu verwenden anstatt sie nutzlos abzuschneiden.

Idealerweise sehen die Antenne ja unterschiedliche Kanäle und man kann hoffen, dass man das frequenzselektive Fading damit reduzieren kann. Das klappt bis zu einer Korrelation von 0.1 zwischen den Kanälen erstaunlich gut.

Aber man weis i.A. nicht über wie viele Träger sich die Korrelation im Kanal erstreckt. Ob es nun nur 3 oder 10 sind schwankt ja von Kanal zu Kanal. IMHO macht es mehr Sinn den Kanal am Anfang mit einem Block voller Trainigssymbole zu schätzen (man braucht ihn ja sowieso zur Syncronisation) und dann den Kanal mit wenigen Piloten nachzuführen. U.U. kann man dann den Kanal anhand der bereits entschiedenen Symbole noch besser spezifizieren und muss nur noch Oszillator- drift und Doppler durch die Piloten ausgleichen.

Ich denke es ist unrealistisch die Symbole nur auf Basis von einer Hand voll Piloten vernünftig zu entzerren.

Tschüss Martin L.

Dann willst Du nicht OFDM machen, sondern irgendetwas anderes ;-)

OFDM zeichnet sich durch eine gewissse inherente Einfachheit bei gleichzeitig verhältnismäßig hoher Effizienz aus. Diese wird dadurch bedingt, dass man den ganzen Echo-Kram schlicht im Guard-Intervall wegwirft, wohlwissend, dass dabei Sendeleistung wie Datendurchsatz verdampft, und dann eine einfache Korrektur der Kanaleigenschaften durchführt.

Die besteht aus genau der _einen_ komplexen Multiplikation pro Träger und Symbol, mehr geht eh' nicht, weil es eben pro Symbol und Kanal nach der FFT genau eine _einzige_ komplexe Zahl als Ergebnis gibt, eben die Amplitude und Phase dieses Trägers während des Symbols.

• Mehr ist nicht *

Und zwar - again - deshalb, weil die FFT eine orthogonale Transformation ist, es geht kein Stück Information verloren (außer während des kurzen Guard Intervalls) und ergo kannst Du auch mit einem noch so tollen Algorithmus nicht mehr rausholen.

Bei MIMO gibt es dann halt n Resultate pro Träger und Symbol, pro Antenne eines, und dann darfst Du - z.B. anhand eines Gleichungssystems oder anhand von Phasenbetrachtungen versuchen rauszurechnen, wie diese n Resultate wohl aus z.B. ebensovielen Eingangswerten entstanden sind.

Wenn Du Pech hast, geht dieses Gleichungssystem ziemlich in Richtung Mehrdeutigkeit (dass ist das, was Henning mit "Konditionszahl der Systemmatrix ... höher" letztlich sagen wollte ;-) und dann gibt es die Information womöglich nur mit einer so hohen Unsicherheit, dass alles in Interferenzen zwischen den Datenpfaden untergeht (S/N!) und der ganze MIMO Aufwand für das dem Löwen artverwandte Haustier war ...

Was man machen _kann_, was aber wegen der Komplexität kaum gemacht wird:

Es gab z.B. aus der Ecke Fliege/Kammeyer schon vor ca. 15 Jahren den Vorschlag, die FFT durch eine DFT- Polyphasenanalysefilterbank zu ersetzen, die dann Filter ähnlich einem klassischen Matched System bereitstellt.

Die Lösung hat den Vorteil, dass sie etwas weniger verschwenderisch (mangels Guard) mit der HF-Leistung umgeht und auch dann noch funktioniert, wenn die Echos größer als das Guard Intervall sind. Die Filterbank ist dabei garnicht so schlimm, man kann mit einer IFT da einiges an Rechenaufwand reduzieren.

Sie ist aber trotzdem aufwendiger als OFDM, braucht pro Kanal dann auch klassisches Viterbi etc. (wg. ISI) und ist halt viel schwerer für Otto Normalkonstrukteur zu verstehen. Machbar wäre sie heute schon.

**** Man könnte mit _diesem_ Verfahren jetzt versuchen, die Auswertung der Impulsantwort zur Trennung der Kanäle über _mehrere_ Symbole hinweg auszudehnen, damit geht es dann schon mehr Richtung Signatur. Der Rechenaufwand ist dann natürlich signifikant höher, allerdings könnte es MIMO _deutlich_ attraktiver machen, sprich richtig tauglich, und Digitalhardware gibt es günstig. ****

Alleine: Das ist richtig Forschungs- und Entwicklungsarbeit, Return on Invest gäbe es maximal aus der Mobilfunkecke, für .de-Invests ist das Risiko, einen (fabless) Chiphersteller zu gründen, der dann die PC-Heinis in Fernost damit beliefert, real gesehen zu groß.

Es wird nur wenige geben, die es verstehen, und der Markt hat sich halt derzeit für die von vielen Konstrukteuren verstandene Lösung OFDM entschieden, siehe auch 802.11n.

( Schaunmer mal was Paul dazu schreibt, ggf. wurde der Simulator ja zum Test von derlei Spielchen gebaut, wenn nicht, wäre es eine Forschungsfeldidee für den Prof ;-)

Aber auch nur idealerweise ...

Du kannst natürlich bei mehreren Antennen direkt eine entsprechende Empfängerzahl spendieren und dann aus den empfangenen Symbolvektoren eines Sender gewichtet immer die Komponenten auswählen, welche zur jeweiligen Antenne jeweils am besten (ohne Auslöschung) durchgekommen sind. Interessant ist dabei nur die Amplitude im Entzerrervektor für den jeweiligen Träger, muss zuviel hochskaliert werden, weil zuviel ausgelöscht wurde, dann werden die Daten untergewichtet und eine andere Antenne _für_diesen_Träger_ bevorzugt.

Ich habe mir sogar überlegt, das über ein IP-Netz zu machen, in dem Sinne, dass die Stationen alle über gute Uhren synchron laufen und jede einen Buffer hat, wo sie immer alle Daten aus dem "Äther" mitschreibt, egal ob sie ein Symbol erkennt oder nicht. Wenn dann eine andere Station synchronisiert hat, kann sie die Daten anfordern und diese können kombiniert werden. Zu dem Thema gibt es auch eine Patentanmeldung von mir, die das genauer beschreibt (DE102004013701). Das ist sozusagen das Gegenstück zum Gleichwellensendernetz.

Es gibt beides und tausend andere Verfahren inkl. Blindschätzung usw.

Tsss, Doppler ;-) Wir fahren oder wir surfen, aber nicht beides ;-)

Es ist preiswert und wird z.B. bei WLAN so gemacht.

Gruß Oliver

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Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
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Du hast einen schönen Synchronalgorithmus ;-)

Ich stecke da jetzt bei DAB nicht so im Detail drin, aber das Opfern von Startsymbolen scheint mir bei OFDM durchaus ein üblicher Weg zu sein.

Allerdings liefert die Position der Symbole für MIMO keine brauchbare Zusatzinformation, d.h. damit kann man mangels Auflösung die verschiedenen Pfade nicht trennen.

Gruß Oliver

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[MIMO]

Genau. So kenn ich das und das bringt (auf jeden Fall in der Simulation) sehr gute Ergebnisse weil der Anstieg der BER dadurch steiler wird und sich nicht nur um x dB nach links verschiebt. Es macht aber praktisch IMHO nur bis zu 4 Antennen Sinn. Dann wird der Gewinn gegenüber dem Aufwand zu hoch.

Wenn man nur zwei HF-Fontends hat kann man auch waehrend der Preamble sich die beiden stärksten Kanäle heraussuchen und diese verwenden.

Tschüss Martin L.

Oliver Bartels schrieb:

Ich bin ja nun in einem ziemlich theorielastigen Institut zuhause, wo gerne mal perfekte Kanalkenntnis am Sender (am Empfänger sowieso) angenommen wird. :-) Gleichzeitig ist der Empfänger mal als ideal angenommen, so daß man immer mit der Shannon'schen Kanalkapazität rechnet. So kommt man dann bei MIMO zu mehreren virtuellen Kanälen, deren S/N mit den Eigenwerten der Systemmatrix gewichtet ist. Stichwort "water filling". Wenn man dann nur einen Eigenwert > 0 hat, muß man die Energie eben in diesen Mode packen. (Singulärwertzerlegung der Kanalmatrix durchführen, rechte unitäre Matrix gibt Steeringvektoren für die Moden vor.)

Alles wird mit der Kiste gemacht :-). (V-)BLAST, (empfangsseitiges) MRC, (Eigen-)Beamforming (letzteres dank meinen VHDL-Künsten sogar hardwarebschleunigt, das war meine Projektveranstaltung letzten Sommer), MIMO-OFDM. Da hab' ich aber keine Aktien drin, das machen die WiMis. :-)

Ich bin da mittlerweile der "Hardwaremann", meine erste Amtshandlung, als ich Mitte Januar vom Industriepraktikum bei einem europäischen Luft-,Raumfahrt- und Rüstungskonzern (wo ich mich übrigens mit HF-Technik beschäftigt habe) zurückkam, war den Treiber für die Kiste auf Linux und libusb zu portieren.

Übrigens: Bei uns im Institut ist am 1.3. der Lehrstuhl für HF-Technik neu besetzt worden. Prof. Schneider kommt von Bosch aus Hildesheim, vielleicht ergeben sich da interessante neue Kooperationsmöglichkeiten. Die Stellenausschreibung für Doktoranten und einen Post-Doc läuft übrigens noch: Wenn jemand von den hier Mitlesenden Interesse hat, ein Institut mitaufzubauen, kann er sich ja bewerben.

Gruß Henning

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PM: henningpaul@gmx.de , ICQ: 111044613

Hallo Oliver,

Zu gross? Gerade im mobilen Funk kommt doch aus EU noch einiges. Habe gerade ein winziges Handy bekommen, das erstaunlich gut funktioniert. Made in Finland steht da drauf. Dann holten beim Meeting diese Woche zwei Geschaeftspartner ihre aus der Tasche. Auch made in Finland.

Und dann kommt, wie bei uns in etwa jede Stunde, ein dicker Fedex Frachter mit 250 Sachen eingeschwoben. Genau in den Antennenkeulen werden die Klappen heruntergelassen, das Fahrgestell ausgefahren und die noetigen Korrekturen vorgenommen, um auf den Gleitpfad zu kommen. Letzteres geschieht bei Jets meist durch ruckartiges Anheben und Schliessen von Stoerklappen, die fuer HF beinahe digital wechselnde Reflektionen hervorrufen. Ob ein Korrekturalgorithmus im DTV Bereich realistisch damit fertig wuerde? Ich glaube auch nicht, dass die Entscheidungstraeger ueber die Einfuehrung digitaler Ausstrahlung auch nur einen blassen von solchen Alltagsproblemen haben. Wird wohl eher erstmal eingefuehrt und dann gefolgt von einem "oh s..t!".

Gruesse, Joerg