DE10125330B4

DE10125330B4 - Empfänger, Empfangsverfahren und Aufzeichnungsmedium das ein Programm für das Empfangen von Datensignalen aufzeichnet

Info

Publication number: DE10125330B4
Application number: DE10125330A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Harada; Masayuki Fujise; Ryuuhei Funada; Manabu Sawada
Original assignee: Denso Corp; National Institute of Information and Communications Technology
Current assignee: Denso Corp; National Institute of Information and Communications Technology
Priority date: 2000-05-25
Filing date: 2001-05-23
Publication date: 2012-07-12
Anticipated expiration: 2021-05-24
Also published as: GB0112843D0; FR2809575A1; JP2001339328A; FR2809575B1; GB2366958A; DE10125330A1; GB2366958B; US7006430B2; US20020018528A1

Abstract

Empfänger (101), umfassend:
einen Empfangsabschnitt (201), der ein resultierendes Signal (102), das man durch das Übertragen eines Sendesignals (154), das durch das Modulieren eines Signals, das ein bekanntes Signal (153) und ein Datensignal (152) enthält, unter Verwendung einer Mehrträgerübertragungstechnik erhalten wird, erhält, empfängt und das empfangene resultierende Signal als Empfangssignal (102) ausgibt;
einen Teilerabschnitt, der das empfangene Signal bei jeder Trägerfrequenz gemäß der Mehrträgerübertragungstechnik aufteilt und die aufgeteilten Signale als eine Gruppe empfangener Signale ausgibt; und
einen Einschätzabschnitt (202), der die Eigenschaften (103) eines Übertragungsweges einschätzt;
einen Entzerrabschnitt (203), der einen Teil der Gruppe von Empfangssignalen (102), der dem Datensignal (152) entspricht, unter Verwendung der Eigenschaften des Übertragungsweges entzerrt und die entzerrten Signale als eine Gruppe von entzerrten Datensignalen (104) ausgibt;
einen Demodulationsabschnitt (203), der die Gruppe von entzerrten Datensignalen (104) demoduliert und die demodulierten Signale als eine Gruppe von demodulierten Datensignalen (105) ausgibt; und...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Empfänger, ein Signalempfangsverfahren und auf ein Informationsaufzeichnungsmedium, das ein Programm für das Empfangen von Datensignalen aufzeichnet. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Empfänger und auf ein Verfahren für das gewünschte Einschätzen von Eigenschaften eines Übertragungsweges, wenn ein Signal, das ein Datensignal und ein bekanntes Signal enthält, übertragen werden soll, für eine Entzerrung des Signals und ein geeignetes Erhalten des übertragenen Datensignals, und auch auf ein vom Computer lesbares Aufzeichnungsmedium, das ein Programm für das Verwirklichen des Empfängers und des Verfahrens in einem Computer speichert.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
In den letzten Jahren wird im Bereich der Funkübertragungen mehr und mehr gefordert, daß eine große Menge von Daten übertragen werden kann. Um diese Forderung zu erfüllen, sind verschiedene Techniken ausprobiert worden.
Da verzögerte Wellen als ein Ergebnis einer Reflexion, die durch ein Hindernis für eine elektromagnetische Welle im Übertragungsweg verursacht wird, auftreten können, ist es notwendig, alle unerwünschten Wirkungen der auftretenden verzögerten Wellen zu eliminieren. In Anbetracht dessen wird die folgende Technik vorgeschlagen.
Auf der Senderseite werden zu sendende Datensymbole zusammen mit einem bekannten Symbol moduliert, so daß sie gesendet werden können.
Auf der Empfängerseite wird ein Teil eines empfangenen Signals, das dem bekannten Symbol entspricht, mit einem resultierenden Signal, das man durch das Modulieren des bekannten Symbols erhält, verglichen, um so eine Impulsantwort zu erhalten. Die so erhaltene Impulsantwort wird als Eigenschaft des Übertragungsweges eingeschätzt. Weiterhin wird ein Teil des empfangenen Signals, der dem Datensymbol entspricht, unter Verwendung der geschätzten Eigenschaften des Übertragungsweges entzerrt und demoduliert, um so das gesendete Datensymbol zu erhalten.
Eine solche Technik wird in OFDM-Übertragungsverfahren (Ortogonal Frequency Division Multiplexing = Orthogonalfrequenzmultiplexverfahren) verwendet.
Um eine große Menge von Daten durch ein mobiles Funk-LAN (Local Area Network = lokales Netz) zu übertragen, ist es wünschenswert, daß die Länge des gesendeten Datensymbols, so gut als möglich, größer als die Länge des bekannten Symbols ist. Im Gebiet der mobilen Datenkommunikation kann es sein, daß sich Übertragungsverhältnisse zwischen einem Endgerät und einem anderen Endgerät und zwischen einem Endgerät und einer Basisstation stark ändern.
Gemäß der oben beschriebenen Technik ändern sich die Eigenschaften des Übertragungsweges mit der Zeit. Unter solchen Umständen kann es sein, daß der geschätzte Wert der Eigenschaften des Übertragungswegs ziemlich weit entfernt von den tatsächlichen Verhältnissen liegt, wenn ein Datensymbol großer Länge übertragen wird. Es tritt das Problem auf, daß die Daten nicht in ausreichender Weise entzerrt werden können.
US 6,061,327 A beschreibt einen OFDM-Empfänger mit einem Empfangsabschnitt, der ein Signal empfängt und ein resultierendes Signal ausgibt. Ein Einschätzabschnitt schätzt die Eigenschaften eines Übertragungsweges ab und es gibt weiterhin einen Entzerrabschnitt, einen Demodulationsabschnitt, einen Modulationsabschnitt und eine Kanalschätzung auf Basis des Vergleichs zwischen Empfangssignal und moduliertem, bekannten Signal.
US 5,694,424 A beschreibt einen Decision Feedback Equalizer für drahtlose Breitbandtechnologie, wie beispielsweise Multi Carrier, wobei zur Vermeidung von Mehrwegeausbreitungseffekten ein Feed Forward Transversal Filter im Empfangspfad verwendet wird, dessen Tabs mittels eines Summationsnetzwerks aus Gewichten im Rückkopplungspfad eingestellt werden. Die Kanalschätzung erfolgt zunächst anhand von Trainingssymbolen, welche sich am Anfang der Empfangsdaten befinden. Während des Empfangs der Informationsdaten wird die Kanalschätzung dann dynamisch durch Rückkopplung der bereits detektierten Daten nachgezogen.
GB 2 271 916 A offenbart einen Decision Feedback Estimate Updater für DSM, welcher zur Kanalschätzung sowohl die Trainingssequenz der Midamble als auch nach der Fehlerkorrektur detektierte und anschließend remodulierte Datenbits verwendet.
US 5,513,215 A beschreibt einen Decision Feedback Equalizer, welcher ebenfalls zur dynamischen adaptiven Schätzung der Kanalimpulsantwort sowohl Trainingsdaten als auch detektierte Informationsdaten verwendet.
WO 00/24168 A1 lehrt ein adaptives Kanaltracking basierend auf Pilotsequenzen, wobei die adaptive Kanalschätzung im Trainingsmodus auf Pilotsymbolen und im Decision Directed Mode auf detektierten Datenbits beruht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben ausgeführten Tatsachen gemacht. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit dar in, einen Empfänger und ein Verfahren für die gewünschte Einschätzung der Eigenschaften des Übertragungsweges, wenn ein Signal, das ein Datensignal und ein bekanntes Signal einschließt, übertragen werden soll, für das Entzerren des Signals und das geeignete Erhalten des übertragenen Datensignals und auch ein von einem Computer lesbares Aufzeichnungsmedium, das ein Programm für das Verwirklichen des Empfängers und des Verfahrens in einem Computer aufzeichnet, zu liefern.
Um diese Aufgabe zu lösen, wird gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Empfänger (101), der einen Empfangsabschnitt (201), einen Einschätzabschnitt (202), einen Entzerrabschnitt (203) einen Demodulationsabschnitt (204) und einen Modulationsabschnitt (205) umfaßt, bereitgestellt.
Der Empfangsabschnitt (201) empfängt ein resultierendes Signal (102), das man durch das Übertragen eines Sendesignals (154), das durch das Modulieren eines Signals, das ein bekanntes Signal (153) und ein Datensignal (152) enthält, erhalten wird, erhält, und er gibt das empfangene resultierende Signal als Empfangssignal (102) aus.
Der Einschätzabschnitt (202) schätzt die Eigenschaften (103) eines Übertragungsweges ein.
Der Entzerrabschnitt (203) entzerrt einen Teil des Empfangssignals (102), der dem Datensignal (152) entspricht, unter Verwendung der Eigenschaften des Übertragungsweges, die im Entzerrabschnitt geschätzt werden, und gibt das entzerrte Signal als entzerrtes Datensignal (104) aus.
Der Demodulationsabschnitt (204) demoduliert das entzerrte Datensignal (104) und gibt das demodulierte Signal als demoduliertes Datensignal (105) aus.
Der Modulationsabschnitt (205) moduliert das demodulierte Datensignal (105) und gibt das modulierte Signal als ein moduliertes Datensignal (106) aus.
Der Einschätzabschnitt (202)

(a) vergleicht einen Teil des Empfangssignals (102), der dem bekannten Signal (153) entspricht, mit einem sich ergebenden Signal, das man durch Modulieren des bekannten Signals (153) erhält, und
(b) vergleicht den Teil des Empfangssignals (102), der dem Datensignal (152) entspricht, mit einem Teil des modulierten Datensignals (106), der dem Datensignal (153) entspricht, um somit die Eigenschaften (103) des Übertragungswegs einzuschätzen.

Im Empfänger (101) dieser Erfindung wird ein Teil des Empfangssignals (102), der noch nicht entzerrt wurde, unter Verwendung eines Teils der Eigenschaften (103) des Übertragungsweges, die schon eingeschätzt wurden, entzerrt.
Im Empfänger (101) dieser Erfindung kann der Einschätzabschnitt (202) Impulsantworten, die durch das Durchführen der Schritte (a) und (b) erhalten werden, als Eigenschaften (103) des Übertragungsweges ausgeben.
Der Modulationsabschnitt (205) kann das bekannte Signal (153) modulieren und das modulierte Signal als bekanntes moduliertes Signal ausgeben.
Der Einschätzabschnitt kann die Schritte (a) und (b) unter Verwendung des bekannten modulierten Signals als ein sich ergebendes Signal, das man durch das Modulieren des bekannten Signals (153) erhält, durchführen.
Im Empfänger (101) dieser Erfindung kann das Sendesignal (154) durch das Modulieren des Signals, das das bekannte Signal (153) und das Datensignal (152) enthält, unter Verwendung einer Mehrträgerübertragungstechnik erhalten werden, wobei der Empfänger einen Teiler aufweist.
Der Teiler kann das empfangene Signal bei jeder Trägerfrequenz gemäß der Mehrträgerübertragungstechnik aufteilen und die aufgeteilten Signale als eine Gruppe empfangener Signale ausgeben.
Der Empfänger (101) kann die Gruppe der empfangenen Signale statt des Empfangssignals, eine Gruppe der entzerrten Datensignale statt des entzerrten Datensignals, eine Gruppe der demodulierten Datensignale statt des demodulierten Datensignals, und eine Gruppe der modulierten Datensignale statt des modulierten Datensignals verwenden, wobei die Anzahl der Gruppe der entzerrten Datensignale, der demodulierten Datensignale und der modulierten Datensignale gleich oder kleiner als die Anzahl der Gruppe der empfangenen Signale ist.
Im Empfänger (101) dieser Erfindung können sich Trägerfrequenzen gemäß der Mehrträgerübertragungstechnik überlappen, und der Teiler kann das empfangene Signal unter Verwendung einer schnellen Fouriertransformation (FFF) aufteilen.
Der Empfänger dieser Erfindung kann ferner einen Ausgabeabschnitt umfassen.
Der Ausgabeabschnitt kann ein Datensignal, das im Sendesignal vorhanden ist, bevor es moduliert wird, als ursprüngliches Signal unter Verwendung der Gruppe der demodulierten Datensignale wieder herstellen und das demodulierte Datensignal als ein Sendedatensignal ausgeben.
Wenn ein OFDM (ein orthogonales Frequenzmultiplexverfahren) als Mehrträgerübertragungstechnik verwendet wird, so wird das Sendedatensignal einer Parallel-Seriell-Wandlung unterzogen, um als das ursprüngliche Signal wieder hergestellt zu werden.
Um die obige Aufgabe zu lösen, wird gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Datensignalempfangverfahren bereitgestellt, das die Schritte des Empfangens, des Einschätzens, des Entzerrens, des Demodulierens und des Modulierens umfaßt.
Im Empfangsschritt kann ein sich ergebenden Signal, das man durch das Übertragen eines Sendesignals, das man durch das Modulieren eines Signals, das ein bekanntes Signal und ein Datensignal einschließt, erhält, empfangen werden und als Empfangssignal ausgegeben werden.
Im Einschätzschritt können die Eigenschaften des Übertragungsweges eingeschätzt werden.
Im Entzerrschritt kann ein Teil des Empfangssignals, der dem Datensignal entspricht, unter Verwendung der geschätzten Eigenschaften des Übertragungsweges entzerrt und als entzerrtes Datensignal ausgegeben werden.
Im Demodulationsschritt kann das entzerrte Datensignal demoduliert und als demoduliertes Datensignal ausgegeben werden.
Im Modulationsschritt kann das demodulierte Datensignal moduliert und als ein moduliertes Datensignal ausgegeben werden.
Der Schritt des Einschätzens der Eigenschaften des Übertragungsweges kann die folgenden Schritte umfassen:

(a) Vergleichen eines Teils des Empfangssignals, der dem bekannten Signal entspricht, mit einem sich ergebenden Signal, das man durch das Modulieren des bekannten Signals erhält, und
(b) Vergleichen des Teils des empfangenen Signals, der dem Datensignal entspricht, mit einem Teil des modulierten Datensignals, der dem Datensignal entspricht, um somit die Eigenschaften des Übertragungsweges einzuschätzen.

Beim Empfangsverfahren wird ein Teil des empfangenen Signals, der noch nicht entzerrt wurde, unter Verwendung eines Teils der Eigenschaften des Übertragungsweges, die schon geschätzt wurden, entzerrt.
Im Empfangsverfahren dieser Erfindung können im Einschätzschritt die Impulsantworten, die man durch das Durchführen der Schritte (a) und (b) erhält, als Eigenschaften des Übertragungsweges ausgegeben werden.
Im Modulationsschritt kann das bekannte Signal moduliert und als ein moduliertes bekanntes Signal ausgegeben werden.
Der Einschätzschritt kann die Schritte (a) und (b) einschließen, während er ein sich ergebendes Signal, das man durch das Modulieren des bekannten Signals erhält, verwendet.
Im Verfahren dieser Erfindung kann das Sendesignal durch das Modulieren eines Signals, das ein bekanntes Signal und ein Datensignal enthält, unter Verwendung einer Mehrträgerübertragungstechnik erhalten werden. Das Verfahren kann weiter einen Teilungsschritt umfassen.
Im Teilungsschritt kann das Empfangssignals bei jeder Trägerfrequenz unter Verwendung der Mehrträgerübertragungstechnik aufgeteilt und als eine Gruppe der empfangenen Signals ausgegeben werden.
Das Verfahren kann die Gruppe der empfangenen Signale statt des Empfangssignals, eine Gruppe entzerrter Datensignale statt des entzerrten Datensignals, eine Gruppe demodulierter Datensignale statt des demodulierten Datensignals, eine Gruppe modulierter Datensignale statt des modulierten Datensignals verwenden, und die Anzahl der Gruppen der entzerrten Datensignale, der demodulierten Datensignale und der modulierten Datensignale ist gleich oder kleiner als die Anzahl der Gruppen der empfangenen Signale.
Im Empfangsverfahren dieser Erfindung können sich die Trägerfrequenzen gemäß der Mehrträgerübertragungstechnik überlappen, und der Schritt der Aufteilung kann einen Schritt der Aufteilung des empfangenen Signals unter Verwendung einer schnellen Fouriertransformation (FFT) umfassen.
Beim Schritt des Ausgebens kann ein Datensignal, das im Sendesignal enthalten ist, bevor dieses moduliert wurde, in das ursprüngliche Signal unter Verwendung der Gruppe der demodulierten Datensignale wiederhergestellt und als ein Sendedatensignal ausgegeben werden.
Beispielsweise werden im Fall, bei dem eine OFDM-Übertragungstechnik (orthogonale Frequenzmultiplexübertragung) als eine Mehrträgerübertragungstechnik verwendet wird, das Sendedatensignal einer Parallel-Seriell-Wandlung unterzogen, um so als ursprüngliches Signal wieder hergestellt zu werden.
Ein Programm für das Verwirklichen des Empfängers und des Empfangsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung kann auf einem Aufzeichnungsmedium, wie einer Compakt-Disk, einer Diskette, einer Festplatte, einer magnetooptischen Platte, einer digitalen Bildplatte, einem Magnetband oder in einem Halbleiterspeicher gespeichert werden.
Das Programme, das im Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung gespeichert ist, kann durch eine Datenverarbeitungsvorrichtung, die mit einer Speichervorrichtung, einer Rechenvorrichtung, einer Ausgabevorrichtung und dergleichen versehen ist, wie durch einen allgemeinen Computer, eine Videospielkonsole, einen persönlicher Assistent PDA (Personal Data Assistants), ein mobiles Telefon, ausgeführt werden, um den oben beschriebenen Empfänger und das Empfangsverfahren zu verwirklichen.
Das Aufzeichnungsmedium, das das Programm gemäß der vorliegenden Erfindung speichert, kann getrennt von der Datenverarbeitungsvorrichtung verteilt oder verkauft werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Aufgabe und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher durch das Betrachten der folgenden detaillierten Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen.
1 ist ein beispielhaftes Diagramm, das die Beziehung zwischen einem Empfänger gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einem Sender, der ein Signal zum Empfänger sendet, zeigt;
2 ist ein beispielhaftes Diagramm, das die schematisches Struktur des Empfängers gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ist ein erläuterndes Diagramm, das das Rahmenformat eines bekannten Signals, das vom Empfänger der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gesendet wird, und ein Datensignal zeigt;
4 ist ein erläuterndes Diagramm für das Erklären eines Verfahrens für das Einschätzen der Eigenschaften des Übertragungswegs, das durch eine Einschätzvorrichtung, die im Empfänger der ersten Ausführungsform eingeschlossen ist, durchgeführt wird;
5 ist ein erläuterndes Diagramm für das Erklären eines Verfahrens für das Einschätzen der Eigenschaften des Übertragungsweges, das durch eine Einschätzvorrichtung, die in einem Empfänger eingeschlossen ist, gemäß der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird;
5 ist ein Schaubild, das ein experimentelles Ergebnis zeigt, das die Beziehung zwischen einer Rahmenlänge und einer Bitfehlerrate zeigt, die man gemäß einer konventionellen Technik erhält; und
7 ist ein Schaubild, das ein experimentelles Ergebnis zeigt, das die Beziehung zwischen einer Rahmenlänge und einer Bitfehlerrate zeigt, die man gemäß einer Technik der vorliegenden Erfindung erhält.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es werden nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Ein Fachmann kann fähig sein, modifizierte Ausführungsformen vorzuschlagen, von denen jede alle oder einige Elemente, die in den folgenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben sind, enthalten können. Solche modifizierten Elemente sind im Umfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen, da die folgenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht den Umfang der vorliegenden Erfindung beschränken, sondern nur die vorliegende Erfindung beschreiben.
Erste Ausführungsform
1 ist ein beispielhaftes Diagramm, das die Beziehung zwischen einem Empfänger gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einem Sender, der ein Signal zum Empfänger sendet, zeigt.
Ein Sender 151 nimmt ein Datensignal 152 auf, moduliert das Datensignal 152 und ein bekanntes Signal 153 zu einem Sendesignal 154 und sendet das Sendesignal 154 zu einem Empfänger 101.
Das Sendesignal 154 ändert sich in seiner Form durch den Einfluß eines Übertragungsweges.
Der Empfänger 101 empfängt ein sich nach der Änderung ergebendes Signal als Empfangssignal, er schätzt die sich ändernden Eigenschaften des Übertragungsweges unter Verwendung eines Empfangssignals 102 und dem bekannten Signal 153 und erhält ein demoduliertes Datensignal 105 als ein übertragenes Signal.
2 ist ein beispielhaftes Diagramm, das die schematische Struktur des Empfängers gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Dieselben Bezugszahlen, wie bei den Elementen, die in 1 gezeigt sind, bezeichnen dieselben Komponenten und Elemente des Empfängers, der in 2 gezeigt ist.
Der Empfänger 101 umfaßt einen Empfangsabschnitt 201, eine Einschätzvorrichtung 202, einen Entzerrabschnitt 203, einen Demodulator 204 und einen Modulator 205.
Der Empfangsabschnitt 201 empfängt das Signal, das gesendet und durch einen Übertragungsweg geändert wurde, und gibt das Signal als Empfangssignal 102 aus.
Die Einschätzvorrichtung 202 schätzt die Eigenschaften 103 des Übertragungsweges unter Verwendung einer Technik, die später erläutert wird, ein.
Der Entzerrabschnitt 203 entzerrt einen Teil des Empfangssignals 102, der dessen Datensignal entspricht, und gibt den entzerrten Teil des Empfangssignals 102 als entzerrtes Datensignal 104 aus.
Der Demodulator 204 demoduliert das entzerrte Datensignal 104 und gibt das Signal 104 als demoduliertes Datensignal 105 aus. Dieses demodulierte Datensignal 105 ist ein Datensignal, das vom Sender 151 gesendet wurde.
Der Modulator 205 moduliert das demodulierte Datensignal 105 und gibt das Signal 105 als ein moduliertes Datensignal 106 aus.
3 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Rahmenformat eines zu sendenden bekannten Signals und eines Datensignals zeigt. 4 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Verfahren für das Einschätzen der Eigenschaften des Übertragungsweges zeigt, wobei dieses von der Einschätzvorrichtung 202 ausgeführt wird.
Ein Rahmen 301 umfaßt ein Teil 302 eines bekannten Signals, um das bekannte Signal 153 zu speichern, und einen Datensignalteil 303 für das Speichern des Datensignals 152. Der Datensignalteil 303 ist in eine Anzahl von ”N” Datensignalteile 303d ₁, 303d ₂, 303d ₃, ..., 303d _N, in Einheiten von Paketen d₁, d₂, d₃, ... d_N aufgeteilt. Wie das später unter Verwendung eines experimentellen Ergebnisses genau beschrieben wird, so kann, sogar wenn die Länge jeder der Datensignalteile 303d ₁, ..., 303d _N größer als die Länge des Teils 302 des bekannten Signals ist, der Empfänger 101 gemäß dieser Ausführungsform ein bevorzugtes experimentelles Ergebnis erzielen.
Die Einschätzvorrichtung 202 teilt das bekannte Signal 302 des Empfangssignals 102 durch einen sich ergebenden Wert, den man durch das Modulieren des bekannten Signals 302 erhält, um so eine Impulsantwort, die einem Quotient der Division entspricht, zu erhalten. Diese Impulsantwort ist ein geschätzter Wert der Eigenschaften des Übertragungswegs zu der Zeit, zu der das bekannte Signal 153 übertragen wurde.
In Einheiten eines Pakets, das neben oder dicht zum Teil 302 des bekannten Signals liegt, ist der geschätzte Wert nicht so weit von den tatsächlichen Eigenschaften des Übertragungswegs entfernt. Der Entzerrabschnitt 203 entzerrt die Datensignalteile 303d ₁, ..., d_L, (L < N) der Datensignalteile 303d ₁, ..., d_N unter Verwendung der Impulsantwort, die man durch Verwendung des Datensignalteils 302 erhalten hat.
Nachdem die entsprechenden Datensignalteile 303 entzerrt sind, demoduliert der Demodulator 204 die Datensignalteile 303d ₁, ..., d_L, um somit die demodulierten Datensignalteile 303d ₁, ..., d_L, die im Datensignal 152 enthalten sind, zu erhalten.
Weiterhin werden wie im Fall des bekannten Signals 153 die Anzahl ”M” (M ≤ L) der letzten Datensignalteile 303 als Daten für das Einschätzen der Eigenschaften des Übertragungsweges verwendet. Somit moduliert der Modulator 205 solche Datensignalteile d_L-M+1, ..., d_L, die im Datensignal 152 enthalten sind, um das modulierte Datensignal 106 zu erhalten.
Die Einschätzvorrichtung 202 teilt die Datensignalteile 303d _L-M+1, ..., 303d _L des Empfangssignals 102 jeweils durch solche Datensignalteile d_L-M+1, ..., d_L, des modulierten Datensignal 106, um Impulsantworten zu erhalten, die den jeweiligen Quotienten der Divisionen entsprechen. Die so erhaltenen Impulsantworten sind geschätzte Werte der Eigenschaften des Übertragungsweges zu der Zeit, da die Datensignalteile d_L-M+1, ..., d_L übertragen werden.
Es kann angenommen werden, daß der geschätzte Wert, der den Datensignalteilen d_L+1, ..., d_nL, die sich dicht bei den letzten entzerrten Paketen d_L-M+1, ..., d_L, befinden, entspricht, nicht so weit von den tatsächlichen Eigenschaften des Übertragungsweges entfernt ist. Nun müssen die Datensignalteile 303d _L+1, ..., 303d _2L. unter Verwendung der obigen geschätzten Werte entzerrt werden.
In ähnlicher Weise werden die folgenden Verfahren (a), (b) und (c) wiederholt, bis die Datensignalteile 303d ₁, ..., d_N vollständig demoduliert sind.

(a) Unter Verwendung der geschätzten Eigenschaften des Übertragungsweges, die den Datensignalteilen 303d _(i-1)L-M+1, d_iL entsprechen, entzerrt der Entzerrabschnitt 203 die Datensignalteile 303d _iL+1, ..., d_(i+1)L, um das demodulierte Datensignal 105 zu erhalten.
(b) Der Modulator 205 moduliert die Datensignalteile d_(i+1)L-M, ..., d_(i+1)L des demodulierten Datensignals 105, um das modulierte Datensignal 106 zu erhalten. Unter Verwendung dieses so erhaltenen modulierten Datensignals 106 schätzt die Einschätzvorrichtung 202 die Eigenschaften des Übertragungsweges ein.
(c) Eine ganze Zahl i wird um eins inkrementiert.

Die ganzen Zahlen N, L und M können beliebige Werte sein, die die obigen Bedingungen erfüllen, oder sie können passende Werte sein, die man als ein Ergebnis des Experiments bei der Verwendung einer tatsächlichen Vorrichtung, etc. erhält.
In dem Fall, bei dem die Eigenschaften des Übertragungsweges unter Verwendung einer Vielzahl von Paketen geschätzt wird, das heißt in dem Fall, bei dem M > 1 ist, kann eine Vielzahl von Impulsantworten für die jeweiligen Pakete abgeleitet werden. Dann kann man einen Mittelwert aus der Vielzahl der Impulsantworten erhalten. Um den Mittelwert aus der Vielzahl der Impulsantworten zu erhalten, kann ein gewichteter Mittelwert aus den Datensignalteilen berechnet werden, bei dem je größer der Index der Datensignalteile d_(i+1)L-M+1, ..., d_(i+1)L ist, desto größer der Wichtungsfaktor, der zu ihm addiert wird, ist.
Die so weit beschriebene Signalverarbeitung kann nicht nur unter Verwendung eines Hochgeschwindigkeitscomputers, einer elektronischen Schaltung, die unter der Steuerung von Software arbeitet, wie einem DSP (Digitalen Signalprozessor), FPGA (Field Programmable Gate Array = vom Anwender selbst programmierbare Gatteranordnung) etc. sondern auch unter Verwendung eines ASIC (Application Specific Integrated Circuit = Anwendungsspezifische integrierte Schaltung} ausgeführt werden.
Die Technik für das Modulieren und Demodulieren des Datensignals ist beliebig und nicht auf OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) beschränkt, wie das später erläutert werden wird.
ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Technik für das Modulieren und Demodulieren des Datensignals nicht beschränkt. In der zweiten Ausführungsform werden nun jedoch Erläuterungen über das Modulieren und Demodulieren des Datensignals unter Verwendung einer Mehrträgerkommunikationstechnik (die orthogonale Frequenzmultiplexübertragungsverfahren einschließt) gegeben. 5 ist ein erläuterndes Diagramm für das Erklären eines Verfahrens für das Einschätzen der Eigenschaften des Übertragungsweges, wobei dieses durch die Einschätzvorrichtung 202 ausgeführt wird, die im Empfänger gemäß dieser Ausführungsform eingeschlossen ist.
Ein Signal, das vom Empfänger empfangen wird, wird in eine Vielzahl von Signalteile bei jeder Trägerfrequenz aufgeteilt. Im Falle der orthogonalen Frequenzmultiplexübertragung wird das empfangene Signal in eine Vielzahl von Signalteilen bei jeder Trägerfrequenz unter Verwendung einer schnellen Fouriertransformation (FFF) aufgeteilt. Im Falle von Mehrträgerübertragungsverfahren, bei denen die Bandbreiten der modulierten Signale sich jeweils nicht überlappen, kann das empfangene Signal zusätzlich unter Verwendung eines allgemein bekannten Filterverfahrens aufgeteilt werden.
In der ersten Ausführungsform wird auf das Signal als ein einzelnes Signal Bezug genommen. Andererseits werden in dieser Ausführungsform eine Gruppe aufgeteilter Signale in einer Einheit verarbeitet. Das Einschätzen der Eigenschaften des Übertragungsweges und des Entzerrens der Signale werden so, wie das oben aufgeführt wurde, durchgeführt.
In dieser Ausführungsform sind eine Gruppe der demodulierten Datensignale selbst keine Datensignale, die von einem Sender gesendet werden sollen. Somit wird die Gruppe der demodulierten Datensignale einer Parallel-Seriell-Wandlung unterzogen, um somit ein Sendedatensignal zu erhalten.
In dieser Ausführungsform werden die bekannten Mehrträgerübertragungsverfahren, insbesondere die OFDM-Übertragungsverfahren (orthogonale Frequenzmultiplexübertragungsverfahren) leicht expandiert, um somit eine Kommunikationstechnik für das Übertragen einer großen Menge von Daten zu liefern.
Experimentelles Ergebnis
6 ist ein Schaubild, das ein Ergebnis eines Experiments zeigt, das unter Verwendung eines Computers durchgeführt wurde, wobei es speziell die Beziehung zwischen einer Rahmenlänge und einer Bitfehlerrate für den Fall zeigt, bei dem Daten gemäß einer konventionellen Technik übertragen werden. 7 ist ein Schaubild, das ein Ergebnis eines Experiments zeigt, das unter Verwendung eines Computers durchgeführt wurde, wobei es speziell die Beziehung zwischen einer Rahmenlänge und einer Bitfehlerrate für den Fall zeigt, bei dem Daten gemäß einer Technik der vorliegenden Erfindung übertragen werden. In diesen Schaubildern zeigt die horizontale Achse die Rahmenlänge (Impulsfolgenlänge), wohingegen die vertikale Achse die Bitfehlerrate zeigt.
Wie in 6 gezeigt ist, ist die Bitfehlerrate desto größer, je größer die Rahmenlänge ist. In dem Fall, bei den die Rahmenlänge 300 Bit beträgt, zeigt das experimentelle Ergebnis, daß als Folge eines Übertragungsfehlers fast 50 Prozent der Sendedaten nicht zufriedenstellend übertragen werden.
Andererseits unterscheiden sich, wie das in 7 gezeigt ist, gemäß der Technik der vorliegenden Erfindung die Bitfehlerraten der Datenübertragung voneinander in Abhängigkeit von den Entzerrungsintervallen (die durch ”nce” im Schaubild bezeichnet sind und die dem oben beschriebenen Wert ”L” entsprechen), in denen die Daten entzerrt werden. Der wichtige Aspekt bei diesem experimentellen Ergebnis ist der, daß die Bitfehlerraten alle weniger als 10 Prozent betragen und somit offensichtlich niedriger sind als die Bitfehlerraten im Falle der Datenübertragung gemäß der konventionellen Technik.
Verschiedene Ausführungsformen können verwendet werden und Änderungen können an ihnen vorgenommen werden, ohne vom breit gefaßten Wesen und dem breiten Umfang der Erfindung abzuweichen. Die oben beschriebenen Ausführungsformen sollen die vorliegende Erfindung darstellen und nicht den Umfang der vorliegenden Erfindung begrenzen. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird eher durch die angefügten Ansprüche als durch die Ausführungsformen gezeigt. Verschiedene Modifikationen innerhalb der Bedeutung eines Äquivalents der Ansprüche der Erfindung und innerhalb den Ansprüchen sollen im Umfang der vorliegenden Erfindung liegen.

Claims

Empfänger (101), umfassend: einen Empfangsabschnitt (201), der ein resultierendes Signal (102), das man durch das Übertragen eines Sendesignals (154), das durch das Modulieren eines Signals, das ein bekanntes Signal (153) und ein Datensignal (152) enthält, unter Verwendung einer Mehrträgerübertragungstechnik erhalten wird, erhält, empfängt und das empfangene resultierende Signal als Empfangssignal (102) ausgibt; einen Teilerabschnitt, der das empfangene Signal bei jeder Trägerfrequenz gemäß der Mehrträgerübertragungstechnik aufteilt und die aufgeteilten Signale als eine Gruppe empfangener Signale ausgibt; und einen Einschätzabschnitt (202), der die Eigenschaften (103) eines Übertragungsweges einschätzt; einen Entzerrabschnitt (203), der einen Teil der Gruppe von Empfangssignalen (102), der dem Datensignal (152) entspricht, unter Verwendung der Eigenschaften des Übertragungsweges entzerrt und die entzerrten Signale als eine Gruppe von entzerrten Datensignalen (104) ausgibt; einen Demodulationsabschnitt (203), der die Gruppe von entzerrten Datensignalen (104) demoduliert und die demodulierten Signale als eine Gruppe von demodulierten Datensignalen (105) ausgibt; und einen Modulationsabschnitt (205), der die Gruppe von demodulierten Datensignalen (105) moduliert und die modulierten Signale als eine Gruppe von modulierten Datensignalen (106) ausgibt, gekennzeichnet dadurch, dass der Einschätzabschnitt (202) a) einen Teil der Gruppe von Empfangssignalen (102), der dem bekannten Signal (153) entspricht, mit einem sich ergebenden Signal, das man durch Modulieren des bekannten Signals (153) erhält, vergleicht, und b) den Teil der Gruppe von Empfangssignalen (102), der dem Datensignal (152) entspricht, mit einem Teil der Gruppe von modulierten Datensignalen (106), der dem Datensignal (153) entspricht, vergleicht, um somit die Eigenschaften (103) des Übertragungswegs einzuschätzen; wobei ein Teil des Empfangssignals (102), der noch nicht entzerrt wurde, unter Verwendung eines Teils der Eigenschaften (103) des Übertragungsweges, die schon eingeschätzt wurden, entzerrt wird; und wobei die Anzahl der Gruppe der entzerrten Datensignale, der demodulierten Datensignale und der modulierten Datensignale gleich oder kleiner als die Anzahl der Gruppe der empfangenen Signale ist.
Empfänger (101) nach Anspruch 1, wobei der Einschätzabschnitt (202) Impulsantworten, die durch das Durchführen der Schritte (a) und (b) erhalten werden, als Eigenschaften (103) des Übertragungsweges ausgibt.
Empfänger (101) nach Anspruch 1, wobei der Modulationsabschnitt (205) das bekannte Signal (153) moduliert und das modulierte Signal als bekanntes moduliertes Signal ausgibt; und der Einschätzabschnitt die Schritte (a) und (b) unter Verwendung des bekannten modulierten Signals als ein sich ergebendes Signal, das man durch das Modulieren des bekannten Signals (153) erhält, durchführt.
Empfänger (101) nach Anspruch 1, wobei Trägerfrequenzen gemäß der Mehrträgerübertragungstechnik einander überlappen; und der Teilerabschnitt das empfangene Signal unter Verwendung einer schnellen Fouriertransformation (FFT) aufteilt.
Empfänger (101) nach Anspruch 1, wobei er weiter einen Ausgabeabschnitt umfaßt, der ein Datensignal, das im Sendesignal vorhanden ist, bevor es moduliert wird, als ursprüngliches Signal unter Verwendung der Gruppe der demodulierten Datensignale wieder herstellt und das demodulierte Datensignal als ein Sendedatensignal ausgibt.
Verfahren für das Empfangen eines Datensignals, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Empfangen eines sich ergebenden Signals, das man durch das Übertragen eines Sendesignals, das man durch das Modulieren eines Signals, das ein bekanntes Signal und ein Datensignal einschließt, unter Verwendung einer Mehrträgerübertragungstechnik erhält, und Ausgeben des empfangenen Signals als Empfangssignal; Teilen des empfangenen Signals bei jeder Trägerfrequenz gemäß der Mehrträgerübertragungstechnik, und Ausgabe der aufgeteilten Signale als eine Gruppe empfangener Signale; Einschätzen der Eigenschaften des Übertragungsweges; Entzerren eines Teils der Gruppe der Empfangssignale, der dem Datensignal entspricht, unter Verwendung der geschätzten Eigenschaften des Übertragungsweges und Ausgeben des entzerrten Teils als eine Gruppe von entzerrten Datensignalen; Demodulieren der Gruppe von entzerrten Datensignalen und Ausgeben der Gruppe von demodulierten Datensignalen als eine Gruppe von demodulierten Datensignalen; und Modulieren der Gruppe von demodulierten Datensignalen und Ausgeben der modulierten Signale als eine Gruppe von modulierten Datensignalen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Einschätzens der Eigenschaften des Übertragungsweges die folgenden Schritte umfaßt a) Vergleichen eines Teils der Gruppe von Empfangssignalen, der dem bekannten Signal entspricht, mit einem sich ergebenden Signal, das man durch das Modulieren des bekannten Signals erhält, und b) Vergleichen des Teils der Gruppe von empfangenen Signalen, der dem Datensignal entspricht, mit einem Teil der Gruppe von modulierten Datensignalen, der dem Datensignal entspricht, um somit die Eigenschaften des Übertragungsweges einzuschätzen; wobei ein Teil der Gruppe von empfangenen Signalen, der noch nicht entzerrt wurde, unter Verwendung eines Teils der Eigenschaften des Übertragungsweges, die schon geschätzt wurden, entzerrt wird, und die Anzahl der Gruppen der entzerrten Datensignale, der demodulierten Datensignale und der modulierten Datensignale gleich oder kleiner als die Anzahl der Gruppen der empfangenen Signale ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt des Einschätzens der Eigenschaften des Übertragungsweges einen Schritt der Ausgabe von Impulsantworten, die man durch das Durchführen der Schritte (a) und (b) erhält, als Eigenschaften des Übertragungsweges umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt der Modulation einen Schritt der Modulation des bekannten Signals und einen Schritt der Ausgabe des modulierten bekannten Signals als ein moduliertes Signal umfaßt; und der Schritt der Einschätzung die Schritte (a) und (b) einschließt, während ein sich ergebendes Signal, das man durch das Modulieren des bekannten Signals erhält, verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Trägerfrequenzen sich gemäß der Mehrträgerübertragungstechnik einander überlappen, und der Schritt der Aufteilung einen Schritt der Aufteilung des empfangenen Signals unter Verwendung einer schnellen Fouriertransformation (FFT) umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei es weiter einen Schritt der Wiederherstellung eines Datensignals, das im Sendesignal enthalten ist, bevor dieses moduliert wurde, in das ursprüngliche Signal unter Verwendung der Gruppe der demodulierten Datensignale, und des Ausgebens des demodulierten Datensignals als ein Sendedatensignal umfaßt.
Ein vom Computer lesbares Informationsaufzeichnungsmedium, das ein Programm aufzeichnet, das dazu führt, daß ein Computer funktioniert als: ein Empfangsabschnitt, der ein resultierendes Signal, das man durch das Übertragen eines Sendesignals, das durch das Modulieren eines Signals, das ein bekanntes Signal und ein Datensignal enthält, unter Verwendung einer Mehrträgerübertragungstechnik erhalten wird, erhält, empfängt und das empfangene resultierende Signal als ein Empfangssignal ausgibt; einen Teilerabschnitt, der das empfangene Signal bei jeder Trägerfrequenz gemäß der Mehrübertragungstechnik aufteilt und die aufgeteilten Signale als eine Gruppe empfangener Signale ausgibt; und ein Einschätzabschnitt, der die Eigenschaften eines Übertragungsweges einschätzt; ein Entzerrabschnitt, der einen Teil der Gruppe von Empfangssignalen, der dem Datensignal entspricht, unter Verwendung der Eigenschaften des Übertragungsweges entzerrt und das entzerrte Signal als Gruppe von entzerrten Datensignalen ausgibt; ein Demodulationsabschnitt, der die Gruppe von entzerrten Datensignalen demoduliert und die demodulierten Signale als eine Gruppe von demodulierten Datensignalen ausgibt; und ein Modulationsabschnitt, der die Gruppe von demodulierten Datensignalen moduliert und die modulierten Signale als eine Gruppe von modulierten Datensignalen ausgibt, und wobei der Einschätzabschnitt a) einen Teil der Gruppe von Empfangssignalen, der dem bekannten Signal entspricht, mit einem sich ergebenden Signal, das man durch Modulieren des bekannten Signals erhält, vergleicht, und b) den Teil der Gruppe von Empfangssignalen, der dem Datensignal entspricht, mit einem Teil der Gruppe von modulierten Datensignalen, der dem Datensignal entspricht, vergleicht, um somit die Eigenschaften des Übertragungswegs einzuschätzen; um einen Teil der Gruppe von Empfangssignalen, der noch nicht entzerrt wurde, unter Verwendung eines Teils der Eigenschaften des Übertragungsweges, die schon eingeschätzt wurden, zu entzerren; und die Anzahl der Gruppe der entzerrten Datensignale, der demodulierten Datensignale und der modulierten Datensignale gleich oder kleiner als die Anzahl der Gruppe der empfangenen Signale ist.
Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 11, wobei das Programm den Einschätzabschnitt steuert, damit dieser Impulsantworten, die durch das Durchführen der Schritte (a) und (b) erhalten werden, als Eigenschaften des Übertragungsweges ausgibt.
Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 11, wobei das Programm steuert: den Modulationsabschnitt, um das bekannte Signal zu modulieren und das modulierte Signal als bekanntes moduliertes Signal auszugeben; und den Einschätzabschnitt, damit er die Schritte (a) und (b) unter Verwendung des bekannten modulierten Signals als ein sich ergebendes Signal, das man durch das Modulieren des bekannten Signals erhält, durchführt.
Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 11, wobei sich die Trägerfrequenzen gemäß der Mehrträgerübertragungstechnik überlappen; und das Programm den Teilerabschnitt steuert, um das empfangene Signal unter Verwendung einer schnellen Fouriertransformation (FFT) aufzuteilen.
Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 11, wobei das Programm den Computer steuert, damit er als ein Ausgabeabschnitt funktioniert, der ein Datensignal, das im Sendesignal vorhanden ist, bevor es moduliert wird, als ursprüngliches Signal unter Verwendung der Gruppe der demodulierten Datensignale wieder herstellt und das demodulierte Datensignal als ein Sendedatensignal ausgibt.
Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 11, wobei das Medium eine Compaktdisk, eine Diskette, eine Festplatte, eine magnetooptische Platte, eine digitale Bildplatte, ein Magnetband oder ein Halbleiterspeichervorrichtung ist.