WO2003036849A1 - Speed-dependent multicarrier modulation - Google Patents

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WO2003036849A1
WO2003036849A1 PCT/DE2001/003728 DE0103728W WO03036849A1 WO 2003036849 A1 WO2003036849 A1 WO 2003036849A1 DE 0103728 W DE0103728 W DE 0103728W WO 03036849 A1 WO03036849 A1 WO 03036849A1
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Edgar Bolinth
Ralf Kern
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for transmitting data by modulating data to be transmitted by means of multi-carrier modulation, the subcarriers being at a certain frequency spacing from one another. Furthermore, the present invention relates to a method and a device for receiving data by receiving a received signal modulated by means of multicarrier modulation and demodulating the same.
  • a typical multi-carrier method is OFDM transmission technology, in which several orthogonal subcarriers are individually modulated and combined to form a sum signal.
  • the data stream is evenly distributed over the subcarriers arranged equidistantly on the frequency axis.
  • the spectrum of the individual carriers preferably corresponds to an SI function.
  • Mobile devices can move at different speeds relative to a base station. In any case, however, a high transmission quality and / or a high data rate during transmission should be guaranteed.
  • the movement of the mobile devices leads to speed-dependent frequency shifts due to the Doppler effect. This leads to a broadening of the spectrum (Jakes spectrum) of the individual sub or subcarriers, so that inter-carrier interference occurs.
  • the demodulated received signals are particularly disturbed at high speeds of the mobile devices.
  • the object of the present invention is therefore to propose a method and a device for sending or receiving data in which an undisturbed data transmission is possible even at high speeds of the mobile terminals.
  • this object is achieved by a method for transmitting data by modulating data to be transmitted by means of multicarrier modulation, subcarriers being spaced apart from one another, transmitting the modulated data, detecting a speed between a mobile terminal and a base station and adapting the frequency spacing to the speed ,
  • the stated object is achieved by a method for receiving data by receiving a received signal modulated by means of multi-carrier modulation, demodulating the received signal and detecting a frequency spacing from subcarriers, the received signal being demodulated taking into account the frequency spacing.
  • the frequency spacing of the subcarriers can advantageously be adapted to the individual speed of a mobile terminal device, so that the subcarriers can be spaced apart at high relative speeds to such an extent that there is essentially no longer any inter-carrier interference.
  • 1 shows a schematic diagram of a base station according to the invention, towards which a mobile terminal is moving;
  • 2 shows a carrier frequency line spectrum for a low relative speed between a base station and a mobile terminal;
  • FIG. 4 shows a carrier frequency line spectrum according to the invention for different speeds between several mobile terminals and the base station.
  • Fig. 1 shows a schematic diagram of a base station BS according to the invention, to which a mobile terminal MT moves at a speed v.
  • the base station BS comprises a reception device ⁇ E, with which the signals of the mobile terminal MT can be received.
  • the received signals are forwarded to a transit time measuring device L, so that the speed at which the mobile terminal MT moves toward the base station BS can be detected.
  • a modulation device M in which the data to be transmitted is modulated is controlled with the detected speed variable.
  • Subcarriers whose line spacing depends on the transit time t of the signal from the mobile station MT to the base station BS can thus be used in the modulation.
  • the modulated data are finally fed to a transmission device.
  • FIG. 2 shows a line spectrum for a multicarrier transmission method, which contains the equidistant lines of the individual subcarriers.
  • the lines are typically to be folded with an S1 spectral function, not shown.
  • the distance between the lines ⁇ fl is to be selected so that the individual subcarriers are orthogonal to one another.
  • the transmitted signals are reflected in a further transmission path, for example on a wall from which the mobile terminal MT is moving, the frequency of the received signals is shifted both positively and negatively, as a result of which the entire spectrum of each Subcarrier moves and expands.
  • the lines of the subcarrier frequencies are spaced such that broadening of the spectra does not play a role up to a certain speed of the mobile terminals MT. If, however, the speed of a mobile terminal MT increases to a certain extent, the spectrum is broadened, which leads to disruptive inter-carrier interference.
  • the distance between the subcarrier frequency lines is therefore adapted to the speed v of one or more mobile terminals MT. This adaptation should preferably be carried out while maintaining the orthogonality of the individual subcarriers with the aid of a suitable set of orthogonal functions.
  • Orthogonal functions are understood to mean the combination (convolution) of the pure subcarrier frequency (Dirac collision in the frequency range) and a suitable subcarrier spectral function (SI, SI 2 function, etc.).
  • both the base station BS and the mobile terminals MT have transmit and receive functions, it is fundamentally advantageous if a carrier frequency adaptation is carried out both in the base station BS and in the terminals MT. see is.
  • the equipment adaptation is carried out on the transmission side both in the base station BS and in the mobile station.
  • more hardware effort can be operated in the base station BS, for. B. by supporting 1024 subcarriers, whereas in the mobile station for reasons of complexity or cost comparatively fewer subcarriers, e.g. B. 64, are supported.
  • a prerequisite for adapting the frequency spacings of the subcarriers is that the relative speed of one or more terminal devices MT to the base station BS is known.
  • the coordinates of a terminal MT can be determined by two base stations BS. If the coordinates are determined several times, the speed of the terminal MT can be determined.
  • runtime measurements can be used to determine at least speed components both in the terminal MT and in the base station BS.
  • Another option for determining speed would be the use of navigation systems such as GPS or Galileo in the future.
  • a table can be used to convert the determined speed v into a carrier pattern.
  • the determined speed v can thus be assigned to a speed class via which a frequency spacing or a carrier pattern can be determined by means of a stored table in the base station BS or in the terminal MT.
  • the receiver must know the subcarrier frequency spacing for demodulation. To this end, there is the possibility that the transmitter will find out the subcarrier frequency spacing or determine it itself.
  • the frequency spacing can be determined by Fast Fourier Transform (FFT) and subsequent line detection. Since the equipment required for this can be relatively high, the external automatic subsequent line detection is usually carried out in the base station BS.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the receiver is preferably informed of the subcarrier frequency spacing in header sections of the transmission signals. So that the receiver can demodulate the header sections, these must be modulated with fixed subcarrier frequency spacings that are known to the receiver in advance. The receiver is therefore able to read the frequency spacing used for modulating the data from a header.
  • a further development according to the invention in particular for the downlink, in which data is transmitted from the base station BS to the mobile terminal MT, individual groups of subcarriers, each of which is assigned to a specific mobile terminal, can be adapted individually.
  • Fig. 4 shows such a situation.
  • the terminals or mobile terminals MT1, MT2, MT3 and MT4 move at different speeds relative to the base station.
  • the example according to FIG. 4 is chosen such that the terminals MT1 and MT3 are to be classified in the same speed class.
  • the terminals MT2 and MT4 are also assigned to a speed class.
  • the carrier frequency spacing for transmission to the terminals MT1 and MT3 is ⁇ fl
  • the frequency spacing for data transmission to the terminals MT2 and MT4 is ⁇ f2 due to their higher relative speed.
  • the choice of the frequency spacings is basically arbitrary and is not limited to the use of a multiple of a basic spacing chosen in the examples. Alternatively, it can also be provided that a frequency spacing is selected for all terminals that is sufficient for the terminal with the highest relative speed. With quality restrictions, a medium frequency spacing can of course also be selected for all end devices if individual adaptation to the individual end devices is not possible or desired.
  • MT, MTl, MT2, MT3 and MT4 end devices or mobile terminals t runtime v speed

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Abstract

The Doppler effect can lead to transmission problems between a base station and a mobile terminal (MT1, MT2, MT3, MT4) when moving at relatively high relative speeds. For transmission techniques involving multicarrier modulation, the speed of the individual terminals is detected and the carrier frequency distance (Δ1f, Δf2) is adapted to the respective speed. As a result, it is possible to avoid inter-carrier interference.

Description

Beschreibungdescription
Geschwindigkeitsabhängige MehrträgermodulationSpeed-dependent multi-carrier modulation
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Senden von Daten durch Modulieren von zu sendenden Daten mittels Mehrträgermodulation, wobei die Subträger untereinander einen bestimmten Frequenzabstand aufweisen. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfah- ren und eine Vorrichtung zum Empfangen von Daten durch Empfangen eines mittels Mehrträgermodulation modulierten Empfangssignals und Demodulieren desselben.The present invention relates to an apparatus and a method for transmitting data by modulating data to be transmitted by means of multi-carrier modulation, the subcarriers being at a certain frequency spacing from one another. Furthermore, the present invention relates to a method and a device for receiving data by receiving a received signal modulated by means of multicarrier modulation and demodulating the same.
In zunehmendem Maße werden digitale Multiträgerverfahren für terrestrische Übertragung insbesondere wegen des störresis- tenten Verhaltens in frequenzselektiven Mehrwegeausbreitungs- situationen eingesetzt. Ein typisches Multiträgerverfahren ist die OFDM-Übertragungstechnik, bei der mehrere orthogonale Subträger einzeln moduliert und zu einem Summensignal zusam- mengefasst werden. Der Datenstrom wird gleichmäßig auf die auf der Frequenzachse äquidistant angeordneten Subträger verteilt. Das Spektrum der einzelnen Träger entspricht vorzugsweise einer SI-Funktion.Digital multicarrier methods are increasingly being used for terrestrial transmission, particularly because of their interference-resistant behavior in frequency-selective multipath propagation situations. A typical multi-carrier method is OFDM transmission technology, in which several orthogonal subcarriers are individually modulated and combined to form a sum signal. The data stream is evenly distributed over the subcarriers arranged equidistantly on the frequency axis. The spectrum of the individual carriers preferably corresponds to an SI function.
Mobile Endgeräte können sich relativ zu einer Basisstation mit verschiedenen Geschwindigkeiten bewegen. In jedem Fall sollte aber eine hohe Übertragungsqualität und/oder eine hohe Datenrate bei der Übertragung gewährleistet sein. Durch die Bewegung der mobilen Endgeräte kommt es aufgrund des Doppler- Effektes zu geschwindigkeitsabhängigen Frequenzverschiebungen. Dies führt zu einer Verbreiterung des Spektrums (Jakes- Spektrum) der einzelnen Sub- bzw. Unterträger, so dass es zu Inter-Carrier-Interferenzen kommt. Die demodulierten Empfangssignale sind insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten der mobilen Endgeräte entsprechend gestört. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Senden oder Empfangen von Daten vorzuschlagen, bei denen eine ungestörte Datenübertragung auch bei hohen Geschwindigkeiten der mobilen Endgerä- te möglich ist.Mobile devices can move at different speeds relative to a base station. In any case, however, a high transmission quality and / or a high data rate during transmission should be guaranteed. The movement of the mobile devices leads to speed-dependent frequency shifts due to the Doppler effect. This leads to a broadening of the spectrum (Jakes spectrum) of the individual sub or subcarriers, so that inter-carrier interference occurs. The demodulated received signals are particularly disturbed at high speeds of the mobile devices. The object of the present invention is therefore to propose a method and a device for sending or receiving data in which an undisturbed data transmission is possible even at high speeds of the mobile terminals.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Senden von Daten durch Modulieren von zu sendenden Daten mittels Mehrträgermodulation, wobei Subträger untereinander einen Frequenzabstand aufweisen, Senden der modulierten Daten, Erfassen einer Geschwindigkeit zwischen einem mobilen Endgerät und einer Basisstation und Anpassen des Frequenzabstands an die Geschwindigkeit.According to the invention, this object is achieved by a method for transmitting data by modulating data to be transmitted by means of multicarrier modulation, subcarriers being spaced apart from one another, transmitting the modulated data, detecting a speed between a mobile terminal and a base station and adapting the frequency spacing to the speed ,
Ferner wird die genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Empfangen von Daten durch Empfangen eines mittels Mehrträgermodulation modulierten EmpfangsSignals, Demodulieren des EmpfangsSignals und Erfassen eines Frequenzabstands von Subträgern, wobei das Empfangssignal unter Berücksichtigung des Frequenzabstands demoduliert wird.Furthermore, the stated object is achieved by a method for receiving data by receiving a received signal modulated by means of multi-carrier modulation, demodulating the received signal and detecting a frequency spacing from subcarriers, the received signal being demodulated taking into account the frequency spacing.
Dementsprechend ausgestaltete Vorrichtungen lösen ebenfalls diese Aufgabe.Devices designed accordingly also solve this problem.
In vorteilhafterweise kann der Frequenzabstand der Subträger an die individuelle Geschwindigkeit eines mobilen Endgeräts angepasst werden, so dass die Subträger bei hohen Relativgeschwindigkeiten soweit beabstandet werden können, dass es im Wesentlichen nicht mehr zu Inter-Carrier-Interferenzen kommt.The frequency spacing of the subcarriers can advantageously be adapted to the individual speed of a mobile terminal device, so that the subcarriers can be spaced apart at high relative speeds to such an extent that there is essentially no longer any inter-carrier interference.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:The present invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Basisstati- on, auf die sich ein Mobilterminal zubewegt; Fig. 2 ein Trägerfrequenzlinienspektrum für eine geringe Relativgeschwindigkeit zwischen einer Basisstation und einem mobilen Endgerät;1 shows a schematic diagram of a base station according to the invention, towards which a mobile terminal is moving; 2 shows a carrier frequency line spectrum for a low relative speed between a base station and a mobile terminal;
Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Trägerfrequenzlinienspektrum für eine hohe Relativgeschwindigkeit zwischen der Basisstation und dem mobilen Endgerät; und3 shows a carrier frequency line spectrum according to the invention for a high relative speed between the base station and the mobile terminal; and
Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Trägerfrequenzlinienspektrum für unterschiedliche Geschwindigkeiten zwischen mehreren mobilen Endgeräten und der Basisstation.4 shows a carrier frequency line spectrum according to the invention for different speeds between several mobile terminals and the base station.
Das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel ist eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.The exemplary embodiment described below is a preferred embodiment of the present invention.
Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Basisstation BS, auf die sich ein Mobilterminal MT mit einer Geschwindigkeit v zubewegt. Die Basisstation BS umfasst eine ■ Empfangseinrichtung E, mit der die Signale des Mobilterminals MT empfangen werden können. Die Empfangssignale werden an eine Laufzeitmesseinrichtung L weitergeleitet, so dass die Geschwindigkeit, mit der sich das Mobilterminal MT auf die Basisstation BS zubewegt erfasst werden kann. Mit der erfassten Geschwindigkeitsgröße wird eine Modulationseinrichtung M an- gesteuert, in der die zu sendenden Daten moduliert werden. Bei der Modulation können somit Subträger verwendet werden, deren Linienabstand von der Laufzeit t des Signals von der Mobilstation MT zur Basisstation BS abhängt. Die modulierten Daten werden schließlich einer Sendeeinrichtung zugeführt.Fig. 1 shows a schematic diagram of a base station BS according to the invention, to which a mobile terminal MT moves at a speed v. The base station BS comprises a reception device ■ E, with which the signals of the mobile terminal MT can be received. The received signals are forwarded to a transit time measuring device L, so that the speed at which the mobile terminal MT moves toward the base station BS can be detected. A modulation device M in which the data to be transmitted is modulated is controlled with the detected speed variable. Subcarriers whose line spacing depends on the transit time t of the signal from the mobile station MT to the base station BS can thus be used in the modulation. The modulated data are finally fed to a transmission device.
Fig. 2 zeigt ein Linienspektrum für ein Mehrträgerübertra- gungsverfahren, das die äquidistanten Linien der einzelnen Subträger beinhaltet. Die Linien sind, wie bereits erwähnt, typischerweise mit einer nicht dargestellten Sl-Spektralfunk- tion zu falten. Der Abstand der Linien Δfl ist so zu wählen, dass die einzelnen Subträger zueinander orthogonal sind. Falls sich nun ein mobiles Endgerät MT mit einer bestimmten Geschwindigkeit relativ zu der Basisstation BS bewegt, ändern sich die Frequenzen der empfangenen und gesendeten Signale entsprechend dem Doppler-Effekt proportional zur Relativge- schwindigkeit . Bewegt sich das mobile Endgerät MT von der Basisstation BS weg, so sinken die Frequenzen der von der Basisstation BS bzw. von dem mobilen Endgerät MT empfangenen Signale. Bewegt sich das mobile Endgerät MT auf die Basisstation BS zu, so steigen die Frequenzen entsprechend. Werden neben dem direkten Übertragungspfad die gesendeten Signale in einem weiteren Übertragungspfad, beispielsweise an einer Wand, von der sich das mobile Endgerät MT fortbewegt, reflektiert, so werden die empfangenen Signale in ihrer Frequenz sowohl positiv als auch negativ verschoben, wodurch sich das gesamte Spektrum jedes Subträgers verschiebt und aufweitet.2 shows a line spectrum for a multicarrier transmission method, which contains the equidistant lines of the individual subcarriers. As already mentioned, the lines are typically to be folded with an S1 spectral function, not shown. The distance between the lines Δfl is to be selected so that the individual subcarriers are orthogonal to one another. If a mobile terminal MT now moves at a certain speed relative to the base station BS, the frequencies of the received and transmitted signals change in proportion to the relative speed in accordance with the Doppler effect. If the mobile terminal MT moves away from the base station BS, the frequencies of the signals received by the base station BS or by the mobile terminal MT decrease. If the mobile terminal MT moves towards the base station BS, the frequencies increase accordingly. If, in addition to the direct transmission path, the transmitted signals are reflected in a further transmission path, for example on a wall from which the mobile terminal MT is moving, the frequency of the received signals is shifted both positively and negatively, as a result of which the entire spectrum of each Subcarrier moves and expands.
Üblicherweise sind die Linien der Subträgerfrequenzen derart beabstandet, dass Verbreiterungen der Spektren bis zu einer gewissen Geschwindigkeit der mobilen Endgeräte MT keine Rolle spielen. Sofern sich aber die Geschwindigkeit eines mobilen Endgeräts MT über ein gewisses Maß erhöht, findet eine Verbreiterung des Spektrums statt, die zu störenden Inter- Carrier-Interferenzen führt. Erfindungsgemäß wird daher der Abstand der Subträgerfrequenzlinien der Geschwindigkeit v von einem oder mehreren mobilen Endgeräten MT angepasst. Dieses Anpassen sollte vorzugsweise unter Beibehaltung der Orthogo- nalität der einzelnen Unterträger mit Hilfe eines geeigneten Satzes von Orthogonalfunktionen erfolgen. Dabei ist unter Orthogonalfunktionen die Kombination (Faltung) aus der reinen Subträgerfrequenz (Dirac-Stoß im Frequenzbereich) und einer geeigneten Subträgerspektralfunktion (SI-, SI2-Funktion, etc.) zu verstehen.Usually, the lines of the subcarrier frequencies are spaced such that broadening of the spectra does not play a role up to a certain speed of the mobile terminals MT. If, however, the speed of a mobile terminal MT increases to a certain extent, the spectrum is broadened, which leads to disruptive inter-carrier interference. According to the invention, the distance between the subcarrier frequency lines is therefore adapted to the speed v of one or more mobile terminals MT. This adaptation should preferably be carried out while maintaining the orthogonality of the individual subcarriers with the aid of a suitable set of orthogonal functions. Orthogonal functions are understood to mean the combination (convolution) of the pure subcarrier frequency (Dirac collision in the frequency range) and a suitable subcarrier spectral function (SI, SI 2 function, etc.).
Da sowohl die Basisstation BS als auch die mobilen Endgeräte MT über Sende- und Empfangsfunktionen verfügen, ist es grundsätzlich vorteilhaft, wenn sowohl in der Basisstation BS als auch in den Endgeräten MT eine Trägerfrequenzanpassung vorge- sehen ist. Die apparative Anpassung wird sendeseitig sowohl in der Basisstation BS als auch in der Mobilstation vorgenommen. Darüber hinaus kann beispielsweise in der Basisstation BS mehr Hardware-Aufwand betrieben werden, z. B. durch Unter- Stützung von 1024 Subträgern, wogegen in der Mobilstation aus Komplexitäts- bzw. Kostengründen vergleichsweise weniger Subträger, z. B. 64, unterstützt werden.Since both the base station BS and the mobile terminals MT have transmit and receive functions, it is fundamentally advantageous if a carrier frequency adaptation is carried out both in the base station BS and in the terminals MT. see is. The equipment adaptation is carried out on the transmission side both in the base station BS and in the mobile station. In addition, more hardware effort can be operated in the base station BS, for. B. by supporting 1024 subcarriers, whereas in the mobile station for reasons of complexity or cost comparatively fewer subcarriers, e.g. B. 64, are supported.
Eine Voraussetzung für die Anpassung der Frequenzabstände der Subträger ist, dass die Relativgeschwindigkeit eines oder mehrerer Endgeräte MT zu der Basisstation BS bekannt ist. Zur Bestimmung dieser Geschwindigkeit stehen, abhängig davon ob sie in einem Endgerät MT oder in der Basisstation BS erfolgt, mehrere Möglichkeiten offen. Beispielsweise können die Koor- dinaten eines Endgeräts MT durch zwei Basisstationen BS ermittelt werden. Bei mehrfacher derartiger Ermittlung der Koordinaten kann die Geschwindigkeit des Endgeräts MT bestimmt werden. Daneben können über LaufZeitmessungen sowohl im Endgerät MT als auch in der Basisstation BS zumindest Geschwin- digkeitskomponenten bestimmt werden. Eine weitere Möglichkeit der Geschwindigkeitsbestimmung wäre die Zuhilfenahme von Navigationssystemen wie GPS oder zukünftig Galileo.A prerequisite for adapting the frequency spacings of the subcarriers is that the relative speed of one or more terminal devices MT to the base station BS is known. There are several options for determining this speed, depending on whether it is in a terminal MT or in the base station BS. For example, the coordinates of a terminal MT can be determined by two base stations BS. If the coordinates are determined several times, the speed of the terminal MT can be determined. In addition, runtime measurements can be used to determine at least speed components both in the terminal MT and in the base station BS. Another option for determining speed would be the use of navigation systems such as GPS or Galileo in the future.
Die Umsetzung der ermittelten Geschwindigkeit v in ein Trä- germuster kann mittels einer Tabelle erfolgen. So kann die ermittelte Geschwindigkeit v einer Geschwindigkeitsklasse zugeordnet werden, über die mittels einer abgespeicherten Tabelle in der Basisstation BS oder im Endgerät MT ein Frequenzabstand bzw. ein Trägermuster ermittelt werden kann.A table can be used to convert the determined speed v into a carrier pattern. The determined speed v can thus be assigned to a speed class via which a frequency spacing or a carrier pattern can be determined by means of a stored table in the base station BS or in the terminal MT.
Der Empfänger muss den Subträgerfrequenzabstand für die Demo- dulation kennen. Hierzu besteht die Möglichkeit, dass er den Subträgerfrequenzabstand vom Sender erfährt oder diesen selbst bestimmt. Das Bestimmen des Frequenzabstands kann durch Fast-Fourier-Transformation (FFT) und anschließender Liniendetektion erfolgen. Da unter Umständen der apparative Aufwand hierfür verhältnismäßig hoch sein kann, wird die au- tomatische anschließende Liniendetektion in der Regel in der Basisstation BS durchgeführt.The receiver must know the subcarrier frequency spacing for demodulation. To this end, there is the possibility that the transmitter will find out the subcarrier frequency spacing or determine it itself. The frequency spacing can be determined by Fast Fourier Transform (FFT) and subsequent line detection. Since the equipment required for this can be relatively high, the external automatic subsequent line detection is usually carried out in the base station BS.
Vorzugsweise wird dem Empfänger der Subträgerfrequenzabstand in Headerabschnitten der Übertragungssignale mitgeteilt. Damit der Empfänger die Headerabschnitte demodulieren kann, müssen diese mit festen Subträgerfrequenzabständen moduliert sein, die dem Empfänger vorab bekannt sind. Der Empfänger ist somit in der Lage, aus einem Header den für die Modulation der Daten verwendeten Frequenzabstand auszulesen.The receiver is preferably informed of the subcarrier frequency spacing in header sections of the transmission signals. So that the receiver can demodulate the header sections, these must be modulated with fixed subcarrier frequency spacings that are known to the receiver in advance. The receiver is therefore able to read the frequency spacing used for modulating the data from a header.
In Fig. 3 ist ein Fall angedeutet, bei dem die Relativgeschwindigkeit v zwischen Basisstation BS und mobilem Endgerät MT verhältnismäßig hoch ist. Aus diesem Grund wurde der Fre- quenzabstand der Subträger Δf2 gegenüber dem ursprünglichen Frequenzabstand Δfl verdoppelt. Dementsprechend wurde jeder zweite Träger ausgeblendet bzw. auf Null gesetzt. Durch den höheren Abstand der Subträger kann sich das jeweilige Spektrum eines Subträgers deutlich mehr verbreitern als in dem Fall von Fig. 2. Als Faustregel könnte angeführt werden, dass es solange nicht zu einer nennenswerten Inter-Carrier- Interferenz kommt, wie 3 % des Frequenzabstands unter der Doppler-Frequenzverschiebung liegen .A case is indicated in FIG. 3 in which the relative speed v between the base station BS and the mobile terminal MT is relatively high. For this reason, the frequency spacing of the subcarriers Δf2 has been doubled compared to the original frequency spacing Δfl. Accordingly, every second carrier was hidden or set to zero. Due to the higher spacing of the subcarriers, the respective spectrum of a subcarrier can broaden significantly more than in the case of FIG. 2. As a rule of thumb, it could be stated that there is no significant inter-carrier interference as long as 3% of the frequency spacing are below the Doppler frequency shift.
Bei einer erfindungsgemäßen Weiterentwicklung kann insbesondere für den Downlink, bei dem Daten von der Basisstation BS zum mobilen Endgerät MT übertragen werden, eine Anpassung einzelner Gruppen von Subträgern, die jeweils einen bestimmten mobilen Endgerät zugeordnet sind, individuell erfolgen. Fig. 4 gibt eine derartige Situation wieder. Die Endgeräte bzw. mobilen Terminals MT1, MT2, MT3 und MT4 bewegen sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten relativ zur Basisstation. Das Beispiel gemäß Fig. 4 ist so gewählt, dass die Endgeräte MT1 und MT3 in die gleiche Geschwindigkeitsklasse einzuordnen sind. Ebenso sind die Endgeräte MT2 und MT4 einer Geschwindigkeitsklasse zugeordnet. Somit ergibt sich, dass der Trägerfrequenzabstand zur Übertragung an die Endgeräte MT1 und MT3 Δfl beträgt, während der Frequenzabstand zur Datenübertragung an die Endgeräte MT2 und MT4 aufgrund ihrer höheren Relativgeschwindigkeit Δf2 beträgt. Dabei ist Δf2 > Δfl.In a further development according to the invention, in particular for the downlink, in which data is transmitted from the base station BS to the mobile terminal MT, individual groups of subcarriers, each of which is assigned to a specific mobile terminal, can be adapted individually. Fig. 4 shows such a situation. The terminals or mobile terminals MT1, MT2, MT3 and MT4 move at different speeds relative to the base station. The example according to FIG. 4 is chosen such that the terminals MT1 and MT3 are to be classified in the same speed class. The terminals MT2 and MT4 are also assigned to a speed class. It thus follows that the carrier frequency spacing for transmission to the terminals MT1 and MT3 is Δfl, while the frequency spacing for data transmission to the terminals MT2 and MT4 is Δf2 due to their higher relative speed. Δf2> Δfl.
Die Wahl der Frequenzabstände ist im Grunde genommen beliebig und nicht auf die in den Beispielen gewählte Verwendung vom Vielfachen eines Grundabstands beschränkt. Alternativ kann auch vorgesehen werden, dass für alle Endgeräte ein Frequenzabstand gewählt wird, der für das Endgerät mit der höchsten Relativgeschwindigkeit ausreichend ist. Mit Qualitätseinschränkungen kann selbstverständlich für alle Endgeräte auch ein mittlerer Frequenzabstand gewählt werden, wenn eine individuelle Anpassung an die einzelnen Endgeräte nicht möglich oder gewünscht ist. The choice of the frequency spacings is basically arbitrary and is not limited to the use of a multiple of a basic spacing chosen in the examples. Alternatively, it can also be provided that a frequency spacing is selected for all terminals that is sufficient for the terminal with the highest relative speed. With quality restrictions, a medium frequency spacing can of course also be selected for all end devices if individual adaptation to the individual end devices is not possible or desired.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
Δfl, Δf2 FrequenzabstandΔfl, Δf2 frequency spacing
BS Basisstation E Empfangseinrichtung f FrequenzBS base station E receiving device for frequency
L LaufzeitmesseinrichtungL transit time measuring device
M ModulationseinrichtungM modulation device
MT, MTl, MT2, MT3 und MT4 Endgeräte bzw. mobile Terminals t Laufzeit v Geschwindigkeit MT, MTl, MT2, MT3 and MT4 end devices or mobile terminals t runtime v speed

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Senden von Daten durch1. Procedure for sending data through
Modulieren von zu sendenden Daten mittels Mehrträgermodulati- on, wobei Subträger untereinander einen Frequenzabstand aufweisen undModulation of data to be sent by means of multi-carrier modulation, with subcarriers having a frequency spacing from one another and
Senden der modulierten Daten, g e k e n n z e i c h n e t d u r c hSending the modulated data, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
Erfassen einer Geschwindigkeit (v) zwischen einem mobilen Endgerät (MT) und einer Basisstation (BS) oder zwei mobilen Endgeräten und Anpassen des Frequenzabstands an die Geschwindigkeit (v) .Detecting a speed (v) between a mobile terminal (MT) and a base station (BS) or two mobile terminals and adapting the frequency spacing to the speed (v).
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Frequenzabst nd bei höherer Geschwindigkeit (v) größer gewählt wird als bei niedrigerer, so dass bei einem Empfänger im Wesentlichen keine Inter-Carrier-Interferenz auftritt .2. The method according to claim 1, wherein the frequency spacing at higher speed (v) is chosen to be greater than at lower speed, so that essentially no inter-carrier interference occurs in a receiver.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Subträger und/oder das einem Subträger auf odulierte Sendespektrum zueinander orthogonal sind.3. The method according to claim 1 or 2, wherein the subcarriers and / or a subcarrier on the coded transmission spectrum are mutually orthogonal.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Subträger zu Gruppen zusammengefasst werden und eine oder mehre- re Gruppen von Subträgern je einem mobilen Endgerät (MT) zugeordnet werden.4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the subcarriers are combined into groups and one or more groups of subcarriers are each assigned to a mobile terminal (MT).
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Frequenzabstände der Subträger von Gruppe zu Gruppe unterschiedlich, entsprechend der jeweiligen Geschwindigkeiten der zugehörigen mobilen Endgeräte (MT) wählbar sind.5. The method according to claim 4, wherein the frequency spacings of the subcarriers differ from group to group, according to the respective speeds of the associated mobile terminals (MT) can be selected.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Erfassen der Geschwindigkeiten (v) durch LaufZeitmessung, ins- besondere durch Anwendung von zeitlich nacheinander übertragenen Pilotsymbolen, oder Detektion von Koordinatenänderungen insbesondere mittels GPS erfolgt. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the detection of the speeds (v) is carried out by running time measurement, in particular by using pilot symbols transmitted one after the other in time, or detection of coordinate changes, in particular by means of GPS.
7. Vorrichtung zum Senden von Daten mit einer Modulationseinrichtung (M) zum Modulieren von zu sendenden Daten mittels Mehrträgermodulation, wobei Subträger untereinander einen Frequenzabstand aufweisen und einer Sendeeinrichtung (S) zum Senden der modulierten Daten, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Erfassungseinrichtung (L) zum Erfassen einer Geschwindigkeit (v) zwischen einer Empfangsvorrichtung und der Vor- richtung zum Senden, wobei der Frequenzabstand der Subträger in der Modulationseinrichtung (M) anhand der erfassten Geschwindigkeit (v) variierbar ist.7.Device for sending data with a modulation device (M) for modulating data to be sent by means of multi-carrier modulation, subcarriers having a frequency spacing from one another and a transmitting device (S) for sending the modulated data, characterized by a detection device (L) for detecting a speed (v) between a receiving device and the device for transmitting, the frequency spacing of the subcarriers in the modulation device (M) being variable on the basis of the detected speed (v).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Frequenzabstand bei höherer Geschwindigkeit (v) größer gewählt ist als bei niedrigerer.8. The device according to claim 7, wherein the frequency spacing is chosen larger at higher speed (v) than at lower.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Subträger und/oder das einem Subträger aufmodulierte Sendespektrum zu- einander orthogonal sind.9. The device according to claim 7 or 8, wherein the subcarriers and / or the transmission spectrum modulated onto a subcarrier are mutually orthogonal.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Subträger zu Gruppen zusammengefasst sind und eine oder mehrere Gruppen von Subträgern je einem mobilen Endgerät (MT) zuordenbar sind.10. The device according to one of claims 7 to 9, wherein the subcarriers are combined into groups and one or more groups of subcarriers can each be assigned to a mobile terminal (MT).
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Frequenzabstände der Subträger von Gruppe zu Gruppe unterschiedlich, entsprechend der jeweiligen Geschwindigkeit (v) der zugehörigen mo- bilen Endgeräte (MT) wählbar sind.11. The device according to claim 10, wherein the frequency spacings of the subcarriers differ from group to group, according to the respective speed (v) of the associated mobile terminals (MT).
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die Erfassungseinrichtung (L) eine Laufzeitmesseinrichtung insbesondere zur Messung der Zeitdifferenz (t) nacheinander über- tragener Pilotsignale oder eine Koordinatenempfangseinrichtung zum Empfangen der Koordinaten der Empfangsvorrichtung umfasst . 12. Device according to one of claims 7 to 11, wherein the detection device (L) comprises a transit time measuring device, in particular for measuring the time difference (t) of successively transmitted pilot signals, or a coordinate receiving device for receiving the coordinates of the receiving device.
13. Verfahren zum Empfangen von Daten durch13. Method of receiving data through
Empfangen eines mittels Mehrträgermodulation modulierten Empfangssignals undReceiving a received signal modulated by means of multicarrier modulation and
Demodulieren des Empfangssignals, g e k e n n z e i c h n e t d u r c hDemodulating the received signal, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
Erfassen eines Frequenzabstands von Subträgern und Demodulieren des Empfangssignals unter Berücksichtigung des Frequenzabstands .Detecting a frequency spacing of subcarriers and demodulating the received signal taking into account the frequency spacing.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Erfassen des Frequenzabstandes dessen Auslesen aus einem Header des Empfangssignals umfasst und der Header mit einem vorbestimmten Frequenzabstand moduliert wird.14. The method according to claim 13, wherein the detection of the frequency spacing comprises its reading out from a header of the received signal and the header is modulated with a predetermined frequency spacing.
15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Erfassen des Frequenzabstandes eine Liniendetektion im Spektrum des Empfangssignals umfasst.15. The method according to claim 13, wherein the detection of the frequency spacing comprises a line detection in the spectrum of the received signal.
16. Vorrichtung zum Empfangen von Daten mit " ~~~ einer Empfangseinrichtung zum Empfangen eines mittels Mehrträgermodulation modulierten Empfangssignals und einer De odulationseinrichtung zum Demodulieren des Empfangssignals, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Frequenzabstandes von Subträgern, so dass das Demodulieren unter Berücksichtigung des Frequenzabstandes durchführbar ist.16. An apparatus for receiving data with "~~~ odulationseinrichtung receiving means for receiving a modulated using multi-carrier modulation received signal and a de for demodulating the received signal, characterized by detecting means for detecting a frequency spacing of subcarriers, so that demodulation in consideration of the frequency separation can be carried out is ,
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Erfassungseinrichtung eine Ausleseeinheit zum Auslesen des Frequenzabstands aus einem Header des Empfangssignals umfasst, wobei der Header mit einem vorbestimmten Frequenzabstand moduliert ist.17. The apparatus of claim 16, wherein the detection device comprises a read-out unit for reading out the frequency spacing from a header of the received signal, the header being modulated with a predetermined frequency spacing.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Erfassungseinrichtung eine Liniendetektionseinheit zum Detektieren des Li- nienspektrums des Empfangssignals für eine Bestimmung des FrequenzabStands umfasst. 18. The apparatus of claim 16, wherein the detection device comprises a line detection unit for detecting the line nienspectrum of the received signal for a determination of the frequency spacing comprises.
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