DE102004058908A1

DE102004058908A1 - Demodulation method e.g. for multi-carrier transmission system, involves recording information whether impulse noise is present and demodulating signal transmitted over multi-carrier transmission system

Info

Publication number: DE102004058908A1
Application number: DE200410058908
Authority: DE
Inventors: Axel Dr. Clausen
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2024-12-08
Also published as: DE102004058908B4

Abstract

The method involves recording information (35) whether an impulse noise is present and demodulating a signal transmitted over a multi-carrier transmission system. The information is evaluated for the presence of impulse noise. The information (35) recorded being present in impulse noise is information (11, 12) from different frequency ranges and correlated with one another and a decision made whether impulse noise is present and the result (y 2>()) over a pre-determined threshold value (r) is appropriate for the correlation. The information (11, 12) from the different frequency ranges is correlated with one another, as initial values (11, 12) for a Fourier transformation (2) procedure. The procedure for the Fourier transformation (2) is a component of the demodulation (1) of the multi-frequency modulation system. An independent claim is included for a device.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Demodulation für ein Mehrträgerübertragungssystem, wobei die Demodulation insbesondere robust gegenüber Störungen ist.The The present invention relates to a method and an apparatus for demodulation for a multicarrier transmission system, wherein the demodulation is particularly robust against interference.

Bei Mehrträgerübertragungssystemen werden mehrere Frequenzbereiche zur Übertragung von Nutzdaten verwendet. Dabei ist jedem übertragenen Frequenzbereich ein Träger bzw. ein Ton einer bestimmten Frequenz zugeordnet, was den Namen Mehrträgerübertragungssystem erklärt. Heutzutage wird von Mehrträgerübertragungssystemen, wie z. B. einem xDSL-System, verlangt, dass sie gegenüber Störungen sehr robust sind bzw. sehr robust implementiert werden. So sollen Störungen nicht zu einem Abbruch der Datenverbindung oder aber zu einer großen Anzahl von Bitfehlern führen. Dabei wird unter einer Störung beispielsweise verstanden, dass ein Motor (z. B. von einer Waschmaschine oder einem Kühlschrank) ein- oder ausgeschaltet wird oder dass ein analoges Telefon klingelt.at Multicarrier transmission systems Several frequency ranges are used to transmit user data. Everybody is transferred Frequency range a carrier or a sound assigned to a specific frequency, giving the name Multicarrier transmission system explained. Nowadays, multi-carrier transmission systems, such as An xDSL system, for example, requires them to be very disruptive are robust or very robustly implemented. So should not disturbances to a termination of the data connection or to a large number lead from bit errors. This is under a fault for example, understood that a motor (eg, from a washing machine or a fridge) is turned on or off or that an analog phone rings.

Die Mehrträgerübertragungssysteme nach dem Stand der Technik besitzen zwar in der Regel Vorrichtungen, wie z. B. eine Fehlerkorrektur, um negative Effekte auftretender Störungen möglichst zu vermeiden, reagieren aber gegenüber Störungen noch zu empfindlich.The Multicarrier transmission systems Although, according to the state of the art, devices, such as As an error correction to negative effects occurring disorders preferably to avoid, but respond to disturbances still too sensitive.

Deshalb ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Demodulation für ein Mehrträgerübertragungssysteme bereitzustellen, wobei die Demodulation robuster gegenüber Störungen ist, als dies bei den Mehrträgerübertragungssystemen nach dem Stand der Technik der Fall ist.Therefore It is an object of the present invention to provide a method and a device for demodulation for a multi-carrier transmission systems where demodulation is more robust to interference, than that in the multi-carrier transmission systems According to the prior art is the case.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Demodulation für ein Mehrträgerübertragungssystem nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung zur Demodulation für ein Mehrträgerübertragungssystem nach Anspruch 13 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren vorteilhafte und bevorzugte Ausführungen der Erfindung.These Task is achieved by a method for demodulation for a multicarrier transmission system according to claim 1 and by a device for demodulation for a multi-carrier transmission system solved according to claim 13. The dependent ones claims define advantageous and preferred embodiments of the invention.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Demodulation für ein Mehrträgerübertragungssystem folgende Schritte: Erfassen einer Information, ob in einem über das Mehrträgerübertragungssystem übertragenen Signal ein Impulsrauschen vorliegt. Demodulieren des über das Mehrträgerübertragungssystem übertragenen Signals, wobei die Information über das Vorliegen des Impulsrauschens berücksichtigt wird.in the The scope of the present invention includes a method for demodulation for a Multicarrier transmission system following steps: Capturing information whether in one over the Multi-carrier transmission system transmitted Signal impulse noise is present. Demodulate the above Multi-carrier transmission system transmitted Signal, the information about the presence of impulsive noise is taken into account.

Das Impulsrauschen ist ein nicht stationäres Rauschen, welches verschiedenste Ursachen haben kann. Zum Beispiel führt das Ein- und Ausschalten eines Motors eines Elektrogeräts oder das Klingeln eines analogen Telefons zu dem Impulsrauschen. Indem die Information über das Vorliegen des Impulsrauschens erfasst wird, indem also bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Rahmen der Demodulation jeder Zeit erfasst wird, ob ein die Demodulation störendes Impulsrauschen vorliegt, kann die Demodulation des über das Mehrträgerübertragungssystem übertragenen Signals unter Berücksichtigung dieser Information erfolgen.The Impulse noise is a non-stationary noise, which varies Causes may have. For example, turns on and off a motor of an electrical appliance or the ringing of an analogue telephone to impulse noise. By the information about the presence of the impulsive noise is detected, ie by the inventive method As part of the demodulation is detected at any time, whether the demodulation disturbing Impulse noise is present, the demodulation of the transmitted via the multi-carrier transmission system Signal under consideration this information is made.

Vorteilhafter Weise wird die Information über das Vorliegen des Impulsrauschens erfasst, indem in dem über das Mehrträgerübertragungssystem übertragenen Signal verschiedene Frequenzbereiche bzw. die Informationen aus diesen verschiedenen Frequenzbereichen miteinander korreliert werden. Wenn ein Ergebnis dieser Korrelationen über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, kann das erfindungsgemäße Verfahren zu dem Schluss gelangen, dass das Impulsrauschen vorliegt.Favorable Way the information gets over the presence of the impulsive noise detected by in the on the Multi-carrier transmission system transmitted Signal different frequency ranges or the information These different frequency ranges are correlated with each other. If a result of these correlations is above a predetermined threshold is, the inventive method come to the conclusion that the impulse noise is present.

Indem Informationen aus verschiedenen Frequenzbereichen miteinander korreliert werden, wird die Eigenschaft ausgenutzt, dass ein zeitlich begrenzter Puls, welcher von einer Störung verursacht wurde, nicht Band begrenzt ist. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass das Impulsrauschen in verschiedenen Frequenzbereichen beobachtet werden kann, so dass beim Vorliegen des Impulsrauschens eine Korrelation von Informationen in verschiedenen Frequenzbereichen zu einem betragsmäßig größeren Ergebnis kommt, als wenn das Impulsrauschen nicht vorliegt.By doing Information from different frequency ranges correlated with each other The property is exploited for a limited time Pulse, which of a fault was caused, not band is limited. In other words, means this, that impulse noise in different frequency ranges can be observed, so that in the presence of impulsive noise a correlation of information in different frequency ranges to a larger amount in result comes as if the impulse noise is not present.

Um die Informationen aus den verschiedenen Frequenzbereichen miteinander zu korrelieren, können mindestens zwei Frequenzen betreffende Ausgangswerte eines Verfahrens zur Fouriertransformation miteinander korreliert werden. Dabei ist das Verfahren zur Fouriertransformation vorteilhafter Weise Bestandteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Demodulation für ein Mehrträgerübertragungssystem.Around the information from the different frequency ranges together to correlate, at least two-frequency output values of a method for Fourier transformation be correlated with each other. The method is for Fourier transformation Advantageous part of the method according to the invention for demodulation for a multicarrier transmission system.

Dies bietet den Vorteil, dass zur Ermittlung der Korrelation der Informationen aus den verschiedenen Frequenzbereichen ein Verfahren, nämlich das Verfahren zur Fouriertransformation, eingesetzt wird, welches auch ohne Berücksichtigung des Impulsrauschens zur Demodulation verwendet wird. Anders ausgedrückt dient das Verfahren zur Fouriertransformation sowohl der Ermittlung der Information über das Vorliegen des Impulsrauschens als auch der Demodulation.This offers the advantage that to determine the correlation of the information from the different frequency ranges a method, namely the Method for Fourier transformation, is used, which also without consideration the impulsive noise is used for demodulation. In other words, serves the method for Fourier transformation both the determination of information about the presence of impulsive noise as well as demodulation.

Die verschiedenen Frequenzbereiche, welche miteinander korreliert werden, können entweder zur Übertragung von Nutzdaten verwendet werden oder nicht. Falls einer der verschiedenen Frequenzbereiche zur Übertragung von Nutzdaten verwendet wird, sollte der entsprechende Ausgangswert um einen Wert bereinigt werden, welcher den übertragenen Nutzdaten entspricht. Mit dem derart bereinigten Ausgangswert kann dann die Berechnung der Korrelation erfolgen.The different frequency ranges, which are correlated with each other, can either for transmission be used by user data or not. If one of the different Frequency ranges for transmission of payload data, the corresponding output value should be be adjusted by a value corresponding to the transmitted payload. With the thus adjusted output value can then calculate the correlation take place.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann also vorteilhafter Weise auch dann eingesetzt werden, wenn über alle von dem Mehrträgerübertragungssystem übertragenen Frequenzbereichen Nutzdaten übertragen werden. Das heißt, die zur Ermittlung des Impulsrauschens betrachteten Frequenzbereiche können auch zur Übertragung von Nutzdaten verwendet werden, so dass durch die Ermittlung des Impulsrauschens keine Bandbreite des Mehrträgerübertragungssystems im Vergleich zu einem Mehrträgerübertragungssystem, welches kein Impulsrauschen ermittelt, verschenkt werden muss.The inventive method can therefore be used advantageously even if over all transmitted from the multi-carrier transmission system Frequency ranges user data are transmitted. This means, the frequency ranges considered for determining impulse noise can also for transmission be used by user data, so that by determining the Impulse noise no bandwidth of the multicarrier transmission system in comparison to a multi-carrier transmission system, which determines no impulse noise, must be given away.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Korrelation von Ausgangswerten des Verfahrens zur Fouriertransformation für zwei Frequenzen mit Hilfe des aus der Literatur bekannten Magnitude Squared Coherence (MSC) Estimate (G. C. Carter, C. Knapp und A. H. Nuttall, "Estimate of the magnitude-squared coherence function via overlapped Fast Fourier transform processing", IEEE Transactions on Audio-Electroacoustics, vol. AU-21, Seiten 337–344, August 1973) vorgenommen. Zur Berechnung der Korrelation nach dem MSC Estimate werden über eine vorbestimmte Anzahl N von Zeitschritten bei jedem dieser Zeitschritte die Ausgangswerte des Verfahrens zur Fouriertransformation für zwei Frequenzen ermittelt, wodurch sich für jede der zwei Frequenzen jeweils ein Vektor der Ausgangswerte mit der Dimension N ergibt. Durch den MSC Estimate wird dann für diese beiden Vektoren die Korrelation berechnet. Dabei wird der Schwellenwert, mit welchem das Ergebnis der Korrelationen zur Ermittlung der Information über das Vorliegen des Impulsrauschens verglichen wird, insbesondere abhängig von einer Falsch-Alarm-Wahrscheinlichkeit und der Anzahl von Zeitschritten N bestimmt. Die Falsch-Alarm-Wahrscheinlichkeit gibt an, mit welcher Wahrscheinlichkeit ein Impulsrauschen erfasst wird, obwohl das Impulsrauschen nicht vorliegt.at a preferred embodiment becomes the correlation of output values of the method for Fourier transformation for two Frequencies using the known from the literature Magnitude Squared Coherence (MSC) Estimate (G.C. Carter, C. Knapp and A.H. Nuttall, "Estimate of the magnitude-squared coherence function via overlapped Fast Fourier transform processing ", IEEE Transactions on Audio-Electroacoustics, vol. AU-21, pages 337-344, August 1973). To calculate the correlation according to the MSC Estimate be over a predetermined number N of time steps at each of these time steps the output values of the Fourier transform method for two frequencies which determines which is for Each of the two frequencies each with a vector of the output values the dimension N results. By the MSC Estimate will then for this both vectors calculate the correlation. In doing so, the threshold value with which the result of the correlations to determine the information about the Presence of impulsive noise is compared, in particular depending on a false alarm probability and the number of time steps N determined. The false alarm probability indicates the probability of impulse noise detection although the impulse noise is not present.

Die Information über das Vorliegen des Impulsrauschens kann dann einem Frequenzbereichentzerrer und/oder einem Fehlerkorrekturverfahren zugeführt werden. Dabei werden insbesondere Einstellungen des Frequenzbereichentzerrers nicht verändert, wenn das Impulsrauschen vorliegt bzw. erfasst worden ist. Für das Fehlerkorrekturverfahren werden vorteilhafter Weise alle demodulierten Symbole als fehlerhaft markiert, wenn das Impulsrauschen vorliegt.The information about the presence of the impulse noise may then be a frequency domain equalizer and / or be supplied to an error correction process. In doing so, in particular Frequency range equalizer settings not changed when the impulse noise is present or has been detected. For the error correction process Advantageously, all demodulated symbols are considered faulty marked if impulse noise is present.

Indem die Einstellungen des Frequenzbereichentzerrers nicht verändert werden, wenn das Impulsrauschen vorliegt, werden die Einstellungen des Frequenzbereichentzerrers quasi eingefroren, so dass sie nicht auf Grund der während des Impulsrauschens auftretenden fehlerhaften Werte verfälscht werden. Anders ausgedrückt unterbricht der Frequenzbereichentzerrer seine ständige Adaption, wenn das Impulsrauschen vorliegt.By doing the settings of the frequency range equalizer are not changed, when impulse noise is present, the settings of the frequency range equalizer become so to speak, so that they are not due to during the Impulsive noise occurring erroneous values are falsified. In other words interrupts the frequency domain equalizer its constant adaptation, when the impulse noise is present.

Das Fehlerkorrekturverfahren kann die Anzahl von korrigierbaren Elementen erhöhen, wenn ihm vorab bekannt ist, welche Elemente falsch übertragen wurden bzw. welche Elemente keine Information enthalten.The Error correction methods may be the number of correctable elements increase, if he knows in advance which elements are wrongly transmitted or which elements contain no information.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Vorrichtung zur Demodulation für ein Mehrträgerübertragungssystem bereitgestellt, welches Detektormittel und Demodulationsmittel umfasst. Dabei erfassen die Detektormittel die Information über das Vorliegen des Impulsrauschens. Die Demodulationsmittel hingegen demodulieren das über das Mehrträgerübertragungssystem übertragene Signal, wobei sie die Information über das Vorliegen des Impulsrauschens bei der Demodulation berücksichtigen.in the The scope of the present invention also provides a device for Demodulation for a multicarrier transmission system provided, which comprises detector means and demodulation means. In this case, the detector means detect the information about the Presence of impulsive noise. The demodulation means, however demodulate that over the multi-carrier transmission system transmitted Signal, where it contains the information about the presence of impulsive noise take into account in demodulation.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Demodulation für ein Mehrträgerübertragungssystem entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des Verfahrens zur Demodulation für ein Mehrträgerübertragungssystem, welche vorab diskutiert wurden und deshalb hier nicht wiederholt werden.The Advantages of the device according to the invention for demodulation for a multicarrier transmission system correspond essentially to the advantages of the method for demodulation for a multicarrier transmission system, which were discussed in advance and therefore not repeated here become.

Die vorliegende Erfindung eignet sich vorzugsweise zum Einsatz bei xDSL-Systemen, um diese xDSL-System weniger anfällig gegenüber nicht stationärem Rauschen auszulegen. Selbstverständlich ist die Erfindung jedoch nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich beschränkt, sondern kann auch bei anderen Arten von Mehrträgerübertragungssystemen eingesetzt werden, wobei diese Mehrträgerübertragungssysteme mit der Erfindung auch gegenüber Störungen robuster ausgelegt werden können, welche kein stationäres Rauschen verursachen.The present invention is preferably suitable for use with xDSL systems to make these xDSL systems less susceptible to non-stationary noise. Of course that is However, this invention is not limited to this preferred field of application, but can be applied to other types of multi-carrier transmission systems, which multi-carrier transmission systems with the invention can also be made more robust against disturbances which do not cause stationary noise.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend näher unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele erläutert.The The present invention will be explained in more detail below with reference to FIGS attached Drawing explained with reference to preferred embodiments.

1 stellt eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform einer Vorrichtung zur Demodulation für ein Mehrträgerübertragungssystem dar. 1 Fig. 3 illustrates a first embodiment of a demodulation apparatus for a multi-carrier transmission system according to the invention.

2 stellt eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform einer Vorrichtung zur Demodulation für ein Mehrträgerübertragungssystem dar. 2 FIG. 12 illustrates a second embodiment of a demodulation apparatus for a multi-carrier transmission system according to the invention. FIG.

3 stellt im Detail einen auch in 1 und 2 dargestellten erfindungsgemäßen Detektor dar. 3 puts in detail one also in 1 and 2 represented inventive detector.

4 stellt die Ausgabe eines MSC Estimates beim Auftreten von Impulsrauschen dar, wobei über die korrelierten Frequenzbereiche keine Nutzdaten übertragen wurden. 4 represents the output of an MSC estimate in the event of impulse noise, with no user data being transmitted over the correlated frequency ranges.

5 stellt die Ausgabe eines MSC Estimates beim Auftreten von Impulsrauschen dar, wobei in Frequenzbereichen, welche für die Korrelation benutzt werden, unabhängige Störer vorhanden sind. 5 represents the output of an MSC estimate on the occurrence of impulse noise, with independent interferers present in frequency ranges used for correlation.

In 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Demodulation für ein Mehrträgerübertragungssystem dargestellt. Das über das Mehrträgerübertragungssystem übertragene Signal wird nach einer nicht dargestellten Abtastung einer Fouriertransformationseinrichtung 2, welche eine schnelle Fouriertransformation (FFT) durchführt, zugeführt. Die Ausgabewerte der Fouriertransformationseinrichtung 2 werden zum einen einem Frequenzbereichentzerrer 3 und zum anderen einem Detektor 6 zugeleitet. Der Detektor 6 ermittelt, ob in dem übertragenen Signal ein Impulsrauschen vorhanden ist. Eine Informationen 35 über ein Vorliegen des Impulsrauschens wird sowohl dem Frequenzbereichentzerrer 3 als auch einer Fehlerkorrektur 5 zugeführt. Zwischen dem Frequenzbereichentzerrer 3 und der Fehlerkorrektur 5 liegt ein Entscheider, welcher eine Ausgabe des Frequenzbereichentzerrers 3 analysiert und entscheidet, welches Datum bzw. Symbol 14 in dem übertragenen Signal moduliert war. Diese von dem Entscheider 4 ausgegebenen Symbole, werden der Fehlerkorrektur 5 zugeführt, welche zum Beispiel basierend auf bestimmten Fehler toleranten Codierungen eine Fehlerkorrektur durchführt.In 1 is a device 1 for demodulation for a multicarrier transmission system. The signal transmitted via the multicarrier transmission system is subjected to a sampling, not shown, of a Fourier transformation device 2 , which performs a fast Fourier transform (FFT) supplied. The output values of the Fourier transform device 2 become on the one hand a frequency range equalizer 3 and on the other hand, a detector 6 fed. The detector 6 determines whether impulse noise is present in the transmitted signal. An information 35 Presence of the impulse noise becomes equal to both the frequency domain equalizer 3 as well as an error correction 5 fed. Between the frequency domain equalizer 3 and the error correction 5 is a decision maker, which is an output of the frequency domain equalizer 3 analyzes and decides which date or symbol 14 was modulated in the transmitted signal. This from the decision maker 4 output symbols, the error correction 5 which, for example, performs error correction based on certain error tolerant codes.

Wenn die über das Mehrträgerübertragungssystem zu übertragenden Symbole zum Beispiel mit einem Reed-Solomon-Code codiert werden, kann die Fehlerkorrektur 5 durch die Information über das Vorliegen des Impulsrauschens die Anzahl der korrigierbaren Symbole im Vergleich zu einer Fehlerkorrektur erhöhen, welcher die Information über das Vorliegen des Impulsrauschens nicht vorliegt. Ebenso ist die Information über das Vorliegen des Impulsrauschens bei einer Verwendung von Trellis Codierter Modulierung (TCM) vorteilhaft. Wenn diese Modulierung verwendet wird, umfasst die Fehlerkorrektur 5 im Allgemeinen einen Viterbi Decoder, um mit TCM modulierte Symbole zu decodieren. Wenn dabei anstelle des Viterbi Decoders ein Soft Input Viterbi Decoder eingesetzt wird, kann die Information über das Vorliegen des Impulsrauschens bei der Decodierung ebenfalls vorteilhaft berücksichtigt werden, d.h. auch hier ist es mit Hilfe der Information über das Vorliegen des Impulsrauschens möglich, die Anzahl der fehlerhaft übertragenen aber korrigierbaren Symbole im Vergleich zu einer Fehlerkorrektur nach dem Stand der Technik, welcher die Information über das Vorliegen des Impulsrauschens nicht vorliegt, zu erhöhen.If the symbols to be transmitted via the multicarrier transmission system are coded, for example, with a Reed-Solomon code, the error correction can 5 by the information about the presence of the impulsive noise, increase the number of correctable symbols compared to an error correction, which does not have the information about the presence of the impulsive noise. Likewise, information on the presence of impulse noise when using Trellis Coded Modulation (TCM) is advantageous. When this modulation is used, the error correction includes 5 generally a Viterbi decoder to decode TCM modulated symbols. If a soft input Viterbi decoder is used instead of the Viterbi decoder, the information about the presence of the impulse noise during the decoding can also be taken into account advantageously, ie here too it is possible to correct the number of errors with the aid of the information about the impulse noise transmitted but correctable symbols compared to an error correction according to the prior art, which does not exist the information about the presence of the impulsive noise, increase.

In 2 ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 1 zur Demodulation für ein Mehrträgerübertragungssystem dargestellt, welcher die in 1 dargestellte Vorrichtung 1 in weiten Teilen entspricht, weshalb im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen wird. Bei der in 2 dargestellten Vorrichtung 1 wird der Ausgang 14 des Entscheiders 4 zusätzlich negiert zu einem Summationsknoten 38 vor dem Eingang des Detektors 6 geführt. Dadurch wird von einem Ausgabewert der Fouriertransformationseinrichtung 2 jeweils ein Wert abgezogen, welcher dem über das Mehrträgerübertragungssystem übertragenen Symbol entspricht. Dies ist dann nötig, wenn ein von dem Detektor 6 analysierter Frequenzbereich auch zur Übertragung von Nutzdaten verwendet wird. In diesem Fall muss von dem Ausgabewert der Fouriertransformationseinrichtung 2 erst der Wert abgezogen werden, welcher dem entsprechenden Nutzdatum entspricht, bevor die sich ergebende Differenz dem Detektor 6 zur Erfassung des Impulsrauschens zugeführt wird.In 2 is another embodiment of the device 1 for demodulation for a multicarrier transmission system which incorporates the in 1 illustrated device 1 corresponds in large part, which is why below only the differences will be discussed. At the in 2 illustrated device 1 will be the exit 14 of the decision maker 4 additionally negated to a summation node 38 in front of the entrance of the detector 6 guided. This is done by an output value of the Fourier transform device 2 each deducted a value corresponding to the transmitted over the multi-carrier transmission system symbol. This is necessary when one of the detector 6 analyzed frequency range is also used for the transmission of user data. In this case, the output value of the Fourier transform device must be 2 first deduct the value corresponding to the corresponding payload before the resulting difference to the detector 6 is supplied to detect the impulsive noise.

Damit ist die in 2 dargestellte Vorrichtung 1 im Gegensatz zu der in 1 dargestellten Vorrichtung 1 in der Lage, auch dann das Impulsrauschen zu erfassen, wenn die von dem Detektor 6 analysierten Frequenzbereiche zur Übertragung von Nutzdaten verwendet werden.This is the in 2 illustrated device 1 unlike in 1 illustrated device 1 able to detect the impulsive noise even if that of the detector 6 analyzed Frequency ranges are used for the transmission of user data.

Bevor der Aufbau des Detektor 6 im Detail mit 3 erläutert wird, wird im Folgenden der MSC Estimate, welcher bereits vorab erwähnt wurde, genauer erklärt. Der MSC Estimate berechnet die Korrelation

() zwischen zwei Vektoren X, Y. Dabei wird jeder der beiden Vektoren X, Y dadurch gebildet, dass kontinuierlich über eine Anzahl von kontinuierlichen Zeitschritten N die einer bestimmten Frequenz entsprechenden Ausgabewerte der Fouriertransformationseinrichtung 2 in dem entsprechenden Vektor X, Y aufgesammelt werden. Das heißt, es wird eine erste und eine zweite Frequenz bestimmt, wobei in dem Vektor X die der ersten Frequenz entsprechenden Ausgabewerte und in dem Vektor Y die der zweiten Frequenz entsprechenden Ausgabewerte aufgesammelt werden. Beide Vektoren X, Y weisen demnach eine Dimension auf, welche der Anzahl der Zeitschritte N entspricht. Pro Zeitschritt wird dabei ein Datenrahmen über das Mehrträgersystem übertragen. Die folgende Gleichung (1) zeigt, wie der MSC Estimate der beiden Vektoren X, Y berechnet wird.Before the construction of the detector 6 in detail with 3 is explained in more detail below, the MSC Estimate, which was already mentioned above, explained in more detail. The MSC Estimate calculates the correlation

() between two vectors X, Y. In this case, each of the two vectors X, Y is formed by continuously outputting, over a number of continuous time steps N, the output values of the Fourier transform device corresponding to a specific frequency 2 in the corresponding vector X, Y are collected. That is, a first and a second frequency are determined, wherein in the vector X the output values corresponding to the first frequency and in the vector Y the output values corresponding to the second frequency are collected. Both vectors X, Y accordingly have a dimension which corresponds to the number of time steps N. Each time step, a data frame is transmitted via the multi-carrier system. The following equation (1) shows how the MSC estimate of the two vectors X, Y is calculated.

Dabei gelten folgende Beziehungen:

mit:

i: = Laufvariable
x_i: = i-te Komponente von X,
y_i: = i-te Komponente von Y,
N: = Anzahl der Zeitschritte.

The following relationships apply:

With:

i: = Run variable
x _i: = i-th component of X,
y _i: = i-th component of Y,
N: = Number of time steps.

Da der MSC-Estimate

() zwischen 0 und 1 liegt, kann sein Ergebnis als eine normalisierte Korrelation zwischen den beiden Vektoren X, Y interpretiert werden.As the MSC estimate

() is between 0 and 1, its result can be interpreted as a normalized correlation between the two vectors X, Y.

In 3 ist der in 1 und 2 dargestellte Detektor 6 im Detail dargestellt. Ein der ersten Frequenz entsprechender erster Ausgang 11 wird einer ersten Einheit 21 zugeführt, welche das Quadrat des Betrages des jeweiligen komplexen Wertes des ersten Ausgang 11 bestimmt und dieses Quadrat in einem ersten Schieberegister 7 abspeichert. Ein der zweiten Frequenz entsprechender zweiter Ausgang 12 wird einer dritten Einheit 23 zugeführt, welche das Quadrat des Betrages des jeweiligen komplexen Wertes des zweiten Ausgangs 12 bestimmt und dieses Quadrat in einem dritten Schieberegister 9 abspeichert. Die komplexen Werte des ersten 11 und zweiten 12 Ausgangs werden auch einer zweiten Einheit 22 zugeführt, welche das Skalarprodukt dieser beiden komplexen Werte bestimmt und in einem zweiten Schieberegister 8 abspeichert. Dabei wird das Skalarprodukt von zwei komplexen Zahlen x_i, y_i gemäß der in Gleichung (4) dargestellten Formel berechnet, wobei sich wieder eine komplexe Zahl ergibt. xi·yi = Re(xi) × Re(yi) + Re(yi) × Im(xi) × j – Re(xi) × Im(yi) × j + Im(xi) × Im(yi) (4) In 3 is the in 1 and 2 represented detector 6 shown in detail. One of the first frequency corresponding first output 11 becomes a first unit 21 which is the square of the amount of the respective complex value of the first output 11 determined and this square in a first shift register 7 stores. A second output corresponding to the second frequency 12 becomes a third unit 23 which is the square of the magnitude of the respective complex value of the second output 12 determined and this square in a third shift register 9 stores. The complex values of the first 11 and second 12 Output will also be a second unit 22 which determines the scalar product of these two complex values and in a second shift register 8th stores. In this case, the scalar product of two complex numbers x _i , y _{i is} calculated according to the formula shown in equation (4), again resulting in a complex number. x i · y i = Re (x i ) × Re (y i ) + Re (y i ) × Im (x i ) × j - Re (x i ) × Im (y i ) × j + Im (x i ) × Im (y i ) (4)

Das erste 7, das zweite 8 und das dritte 9 Schieberegister weist jeweils N Speicherzellen auf. Das heißt, die drei Schieberegister 7–9 speichern jeweils die aktuellsten N Werte.The first 7 , the second 8th and the third 9 Shift register has N memory cells each. That is, the three shift registers 7 - 9 each store the latest N values.

Von einer ersten Summe 31 aus den N Werten des ersten Schieberegisters 7 wird der Kehrwert gebildet und dieser Kehrwert einem Multiplikationsknoten 39 zugeführt. Genauso wird von einer dritten Summe 33 aus den N Werten des dritten Schieberegisters 9 der Kehrwert gebildet und dieser Kehrwert dem Multiplikationsknoten 39 zugeführt. Von einer zweiten Summe 32 aus den N komplexen Werten des zweiten Schieberegisters 8 wird der Betrag gebildet und dieser Betrag quadriert, wobei das sich ergebende Quadrat ebenfalls dem Multiplikationsknoten 39 zugeführt wird. Der Multiplikationsknoten 39 multipliziert demnach die beiden Kehrwerte mit dem Quadrat, wodurch sich der MSC Estimate ergibt.From a first sum 31 from the N values of the first shift register 7 the reciprocal is formed and this reciprocal is a multiplication node 39 fed. The same is true of a third sum 33 from the N values of the third shift register 9 the reciprocal and this reciprocal formed the multiplication node 39 fed. From a second sum 32 from the N complex values of the second slider gisters 8th the amount is formed and this amount is squared, with the resulting square also being the multiplication node 39 is supplied. The multiplication node 39 therefore multiplies the two reciprocals by the square, which gives the MSC Estimate.

Anschließend wird der MSC Estimate in einem Vergleicher 37 mit einem Schwellenwert r verglichen, wobei das Ergebnis dieses Vergleichs der Information über das Vorliegen des Impulsrauschens entspricht. Das heißt, nur wenn der MSC Estimate größer als der Schwellenwert r ist, liegt das Impulsrauschen vor.Subsequently, the MSC Estimate is in a comparator 37 is compared with a threshold r, the result of this comparison corresponding to the information about the presence of the impulsive noise. That is, only when the MSC estimate is greater than the threshold r, is the impulse noise present.

Damit die Erfassung des Impulsrauschens nicht durch ein vorab erfasstes Impulsrauschen gestört wird, wird der zuletzt in das jeweilige Schieberegister 7–9 geschriebene Wert bei allen drei Schieberegistern 7–9 gelöscht (auf 0 gesetzt). Ansonsten wäre die Gefahr sehr groß, dass fälschlicherweise das Impulsrauschen erfasst wird, solange die nicht gelöschten Werte noch nicht aus den Schieberegistern geschoben sind.So that the detection of impulse noise is not disturbed by a previously detected impulse noise, the last in the respective shift register 7 - 9 written value for all three shift registers 7 - 9 deleted (set to 0). Otherwise, the danger would be very great that the impulse noise is erroneously detected as long as the non-erased values have not yet been pushed out of the shift registers.

In der weiter unten folgenden Gleichung (7) wird eine Formel angegeben, mit welcher abhängig von einer Falsch-Alarm-Wahrscheinlichkeit P_fa und der Länge der Schieberegister 7–9 der Schwellenwert r hergeleitet wird. Dabei ist der Ausgangspunkt die Wahrscheinlichkeit

mit welcher der MSC Estimate kleiner als der zwischen 0 und 1 liegende Schwellenwert r unter der Voraussetzung einer H₀-Bedingung ist, welche besagt, dass kein Impulsrauschen vorliegt. Weitere Bedingungen für die in der folgenden Gleichung (5) angegebenen Formel für die Wahrscheinlichkeit

sind, dass zumindest die Werte eines der zwei Ausgänge 11, 12 der Fouriertransformationseinrichtung 2 einer Gauß-Verteilung folgen und die Werte der zwei Ausgänge 11, 12 statistisch unabhängig sind.

In equation (7) below, a formula is given with which, depending on a false alarm probability P _fa and the length of the shift registers 7 - 9 the threshold r is derived. The starting point is the probability

with which the MSC Estimate smaller than the lying between 0 and 1 r threshold value under the condition of an H ₀ -Bedingung is, states that that no impulse noise is present. Further conditions for the formula given in the following equation (5) for the probability

are that at least the values of one of the two outputs 11 . 12 the Fourier transform device 2 a Gaussian distribution and the values of the two outputs 11 . 12 are statistically independent.

Ausgehend von der Wahrscheinlichkeit

lässt sich unter denselben Voraussetzungen (Gauß-Verteilung, statistische Unabhängigkeit) relativ leicht die Falsch-Alarm-Wahrscheinlichkeit P_fa angeben, mit welcher der MSC Estimate größer als der Schwellenwert r ist, obwohl kein Impulsrauschen vorliegt.

Based on the probability

under the same conditions (Gaussian distribution, statistical independence), it is relatively easy to specify the false-alarm probability P _fa with which the MSC estimate is greater than the threshold r, even though there is no impulse noise.

Löst man die Gleichung (6) nach dem Schwellenwert r auf, so ergibt sich die folgende Gleichung (7):

Solving equation (6) for the threshold r yields the following equation (7):

Mit der Gleichung (7) lässt sich nun ausgehend von einer vorgegebenen Falsch-Alarm-Wahrscheinlichkeit P_fa und einer vorgegebenen Länge N der Schieberegister 7–9 der Schwellenwert r bestimmen.With the equation (7) now alarm probability of P _fa false and a predetermined length N can be based on a predetermined one of the shift register 7 - 9 determine the threshold r.

In 4 ist der MSC Estimate für 90 über das Mehrträgerübertragungssystem übertragene Rahmen dargestellt. Das heißt, für jeden der 90 Rahmen wurde jeweils der MSC Estimate berechnet und die sich ergebenden Punkte wurden verbunden. Zusätzlich ist in 4 der Schwellenwert r dargestellt, welcher für eine Falsch-Alarm-Wahrscheinlichkeit P_fa von 10^–3 berechnet wurde. In den Rahmen 21, 47 und 71 wurde dabei jeweils ein Impulsrauschen (Puls 1 aus dem ITU-Standard, G. 996) eingespeist. Man kann dem in 4 dargestellten Diagramm entnehmen, dass die von den Impulsrauschen gestörten Symbole einwandfrei erkannt werden. Bei allen anderen Rahmen ist der Schätzwert bzw. der MSC Estimate entsprechend weit von dem Schwellenwert r entfernt, wodurch erkannt wird, dass kein Impulsrauschen vorliegt und der entsprechende Rahmen nicht durch das Impulsrauschen gestört ist.In 4 the MSC Estimate is shown for 90 frames transmitted over the multicarrier transmission system. That is, for each of the 90 frames, the MSC estimate was calculated and the resulting points were joined. Additionally is in 4 the threshold r which was calculated for a false alarm probability P _fa of 10 ^-3 . In the frame 21 . 47 and 71 In each case a pulse noise (pulse 1 from the ITU standard, G. 996) was fed. You can do that in 4 shown diagram that the disturbed by the impulse noise symbols are recognized properly. For all other frames, the estimate or MSC estimate is correspondingly far from the threshold r, which detects that there is no impulse noise and that the corresponding frame is not disturbed by impulse noise.

Auch in 5 ist der MSC Estimate für 90 über das Mehrträgerübertragungssystem übertragene Rahmen dargestellt. Im Unterschied zu dem in 4 dargestellten Diagramm ist dabei auf die Töne bzw. Frequenzen, welche für die Vektoren X, Y verwendet werden, zusätzlich ein Rauschen (Radio Interference Noise) gegeben worden. Damit ist der Fall simuliert worden, dass die Frequenzen, von welchen die Ausgabewerte der zwei Ausgänge 11, 12 der Fouriertransformationseinrichtung 2 in 3 zur Weiterverarbeitung durch den Detektor 6 abgeleitet werden, z. B. von Funkamateuren oder Radiosendern genutzt werden. Das heißt, es handelt sich in diesem Fall um unabhängige Störer, welche nur eine Frequenz stören. Auch in diesen Fällen wurde das Impulsrauschen einwandfrei detektiert. Der MSC Estimate ist zwar für die (vom Impulsrauschen) ungestörten Symbole etwas höher als bei dem in 4 dargestellten Diagramm, aber ein Abstand von dem MSC Estimate eines ungestörten Signals zu dem Schwellenwert r ist immer noch ausreichend groß, um sicher zwischen einem ungestörten Symbol und einem durch das Impulsrauschen gestörten Symbol unterscheiden zu können.Also in 5 the MSC Estimate is shown for 90 frames transmitted over the multicarrier transmission system. Unlike the in 4 Diagram shown here is the tones or frequencies In addition, noise used for the vectors X, Y has been given in addition to noise (Radio Interference Noise). Thus, the case has been simulated that the frequencies from which the output values of the two outputs 11 . 12 the Fourier transform device 2 in 3 for further processing by the detector 6 are derived, for. B. be used by radio amateurs or radio stations. That is, it is in this case independent disturbers, which disturb only one frequency. Also in these cases, the impulse noise was detected correctly. The MSC estimate is somewhat higher for the undisturbed symbols (from the impulse noise) than for the 4 However, a distance from the MSC estimate of an undisturbed signal to the threshold r is still sufficiently large to be able to distinguish between an undisturbed symbol and a symbol disturbed by the impulsive noise.

Simulationen, wie solche, deren Ergebnisse in 4 und 5 dargestellt sind, haben gezeigt, dass es ausreicht, dass die Schieberegister 7–9 jeweils 2 bis 4 Werte abspeichern, dass also die Anzahl N einem Wert zwischen 2 und 4 entspricht, damit eine ausreichende Schätzgenauigkeit mit dem MSC Estimate erzielt wird, um das Impulsrauschen sicher genug zu erfassen.Simulations, such as those whose results in 4 and 5 have shown that it is sufficient that the shift registers 7 - 9 Store 2 to 4 values each, so that the number N corresponds to a value between 2 and 4, so that a sufficient estimation accuracy is achieved with the MSC Estimate to capture the impulse noise safely enough.

Claims

Method for demodulation for a multicarrier transmission system, comprising the following steps: acquiring information ( 35 ), whether there is impulse noise, demodulating a signal transmitted via the multicarrier transmission system, the information ( 35 ) is evaluated on the presence of impulsive noise.

Method according to claim 1, characterized in that the information ( 35 ) is detected by the presence of impulsive noise by providing information ( 11 . 12 ) from different frequency ranges and it is decided that the impulse noise is present when a result (

()) of the correlation is above a predetermined threshold (r).

Method according to claim 2, characterized in that the information ( 11 . 12 ) from the different frequency ranges are correlated by 11 . 12 ) of a method for Fourier transformation ( 2 ) are correlated with each other for at least two frequencies, the method for Fourier transformation ( 2 ) Part of the demodulation ( 1 ) of the multi-frequency modulation system.

Method according to claim 2 or 3, characterized that the different frequency ranges are not for transmission be used by user data.

Method according to Claim 3, characterized in that, if one of the different frequency ranges is used to transmit user data, the corresponding output value ( 11 ; 12 ) is adjusted by a value which corresponds to an output value ( 14 ) of a decision maker ( 4 ) of demodulation ( 1 ) based on an evaluation of the corresponding output value ( 11 ; 12 ), with the adjusted baseline value calculating the correlation.

Method according to Claim 3 and one of Claims 3-5, characterized in that the initial values ( 11 . 12 ) of the method for Fourier transformation ( 2 ) are correlated for two frequencies by forming two vectors X, Y, for each of the two frequencies over a predetermined number of time steps (N) an output value corresponding to the respective frequency ( 11 ; 12 ) forms a component of the corresponding vector per time step, and that the correlation over the magnitude squared coherence estimate

() of the two vectors is determined.

Method according to Claim 6, characterized that the threshold (r) depends from a false alarm probability and the number of time steps (N) is determined, the false alarm probability a probability for a mistake indicates detected impulse noise.

A method according to claim 7, characterized in that the threshold r is calculated as a function of the false alarm probability P _fa and the number of time steps N as follows:

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the information ( 35 ) about the presence of impulse noise in a frequency domain equalizer ( 3 ) of the multi-carrier transmission system is supplied.

A method according to claim 9, characterized in that, when impulse noise is detected, adjustments of the frequency domain equalizer ( 3 ) are not changed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the information ( 35 ) on the presence of the impulse noise an error correction method ( 5 ) of the multi-carrier transmission system is supplied.

A method according to claim 11, characterized in that, when impulse noise is detected, all demodulated symbols are marked as faulty before being subjected to the error correction process ( 5 ).

Device for demodulation for a multicarrier transmission system, which detector means ( 6 ) and demodulation means ( 2 - 5 ), wherein the detector means ( 6 ) are configured such that they contain information ( 35 ) detect whether there is impulse noise, the demodulation means ( 2 - 5 ) are configured such that they receive a signal transmitted via the multi-frequency modulation system taking into account the information ( 35 ) demodulate the presence of the impulse noise.

Device according to Claim 13, characterized in that the demodulation means comprise a Fourier transformation device ( 2 ) include that the device ( 1 ) is configured such that output values ( 11 . 12 ) of the Fourier transform device ( 2 ), which correspond to two different frequencies, the detector means ( 6 ) per time step as first and second input value ( 11 . 12 ), that the detector means ( 6 ) per time step as first multiplication ( 21 ) the first input value ( 11 ) multiply by itself, as a second multiplication ( 22 ) the first input value ( 11 ) with the second input value ( 12 ) and as a third multiplication ( 23 ) the second input value ( 12 ) multiply by themselves that the detector means ( 6 ) over a predetermined number of time steps (N) the results of the first multiplication ( 21 ) to a first sum ( 31 ), the results of the second multiplication ( 22 ) to a second sum ( 32 ) and the results of the third multiplication ( 23 ) to a third sum ( 33 ), that the detector means ( 6 ) the second sum ( 32 ) and by the product of the first and third sum ( 31 . 33 ), from which a final result ( 34 ) and that the detector means ( 6 ) the final result ( 34 ) with a predetermined threshold (r) and decide that the impulse noise is present when the final result ( 34 ) is greater than the threshold (r).

Device according to Claim 14, characterized in that the demodulation means comprise a frequency domain equalizer ( 3 ), a decision maker ( 4 ) and an error correcting device ( 5 ) include that the device ( 1 ) is configured such that the output values ( 11 . 12 ) of the Fourier transform device ( 2 ) and the information ( 35 ) about the presence of impulse noise in the frequency domain equalizer ( 3 ), that an output of the frequency domain equalizer ( 3 ) the decision maker ( 4 ) and that an output of the decider ( 4 ) and the information ( 35 ) on the presence of the impulsive noise of the error correction device ( 5 ) is supplied.

Device according to claim 15, characterized in that the device ( 1 ) is configured such that the device outputs a value of the output ( 14 ) of the decision maker ( 4 ) from the corresponding initial value ( 11 . 12 ) of the Fourier transform device ( 2 ) before the resulting difference is applied to the detector ( 6 ) is supplied.

Apparatus according to claim 16, characterized in that the multiplication of two multiplicand x, y takes place according to the following formula: E = Re (x) x Re (y) + Re (y) x Im (x) x j - Re (x) x Im (y) x j + Im (x) x Im (y) with E as the result of multiplication.

Device according to one of claims 14-17, characterized in that the detector means ( 6 ) Storage means ( 7 - 9 ), that the detector means ( 6 ) respective results of the first, second and third multiplication ( 21 - 23 ) in the storage means ( 7 - 9 ) and that the detector means ( 6 ) the first, second and third sum ( 31 - 33 ) by providing corresponding contents of the storage means ( 7 - 9 ).

Apparatus according to claim 18, characterized in that the storage means comprise three shift registers ( 7 - 9 ), that the length (N) of the shift registers ( 7 - 9 ) is equal to the number of time steps, and that the detector means ( 6 ) per time step a result of the first, second and third multiplication ( 21 - 23 ) into the corresponding one of the three shift registers ( 7 - 9 ) push.

Device according to one of claims 14-19, characterized in that when the detector means ( 6 ) detect that a pulse noise is present, the detector means ( 6 ) the results of the first, second and third multiplication computed in the last time step ( 21 - 23 ) in each case to 0.

Device according to one of claims 14-20, characterized in that the number of time steps 2 . 3 or 4 is.

Device according to one of claims 13-21, characterized in that the device ( 1 ) is designed for carrying out the method according to one of claims 1-12.