DE102004061051A1

DE102004061051A1 - Gerät und Verfahren zum Definieren eines Symbol-Zeitfensters und zum Erfassen eines Signals

Info

Publication number: DE102004061051A1
Application number: DE102004061051A
Authority: DE
Inventors: Juinn-Horng Pingjhen Deng; Kuang-Shyr Lung-Tan Wu; Yu-Min Chuang
Original assignee: National Chung Shan Institute of Science and Technology NCSIST
Current assignee: National Chung Shan Institute of Science and Technology NCSIST
Priority date: 2004-12-18
Filing date: 2004-12-18
Publication date: 2006-07-06

Abstract

Ein Gerät und ein Verfahren zum Definieren eines Symbol-Zeitfensters und zum Erfassen eines Signals werden für einen UWB-Empfänger bereitgestellt. Die vorliegende Erfindung wird durch das Verzögern eines Startpunktes eines Symbol-Zeitfensters um eine voreingestellte Zeit T gekennzeichnet. Gemäß dem Symbol-Zeitfenster werden serielle Symbolsignale empfangen und jedes empfangene Symbolsignal umfasst einen Vorimpuls (prefix signal), ein empfangenes Datensignal und ein Schutzsignal. Die Zeitspanne des Vorimpulses beträgt T1 - T, die Zeitspanne des Schutzsignals beträgt T2 + T und T ist T1- T2. Außerdem werden das empfangene Datensignal und das Schutzsignal erfasst und dann wird das Schutzsignal dem empfangenen Datensignal zum Ausgeben des hinzugefügten empfangenen Datensignals hinzugefügt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Signalerfassungsverfahren und auf ein Gerät davon und genauer auf ein Signalerfassungsverfahren und auf ein Gerät davon, indem ein ultrabreitbandiger MB-OFDM-Empfänger (multi-band orthogonal-frequency-division-multiplexing ultra-wide band receiver) verwendet wird.
Beschreibung der zugehörigen Technik
Die Ultrabreitband-(UWB)-Technologie (ultra-wide band) stellt eine gegenwärtige drahtlose Telekommunikationstechnik für das drahtlose Übertragen und Senden von Daten auf kurzer Distanz dar. Die UWB-Technologie besitzt die Vorteile eines geringen Energieverbrauchs, einer hohen Übertragungsrate und niedriger Kosten, so dass sie auf die drahtlose Telekommunikation von hoher Qualität und Kapazität angewendet werden kann. Für die Hochgeschwindigkeits-Kommunikation zwischen digitalen Geräten in Häusern oder Büros stellt die UWB-Technologie die Verfügbarkeit und Bequemlichkeit für eine drahtlose Telekommunikation bereit. Außerdem kann die UWB-Technologie Kommunikationsdienste auf kurzer Distanz für drahtlose Netzwerke im Personalbereich (WPAN) bereitstellen, wie z.B. die Übertragung von hochwertigen Bildern, Musik und Daten von hoher Kapazität. Sie kann ferner auf die drahtlosen Ortsnetzwerke (WLAN), Heimnetzwerke und das Kurzstreckenradar angewendet werden.
In der drahtlosen UWB-Kommunikationstechnologie schließt die bisherige Technologie, die verwendet wurde, um die Orthogonalität nach der schnellen Fourier-Transformation (FFT) aufrechtzuerhalten und um das Mehrweg-Fading zu verbessern, die folgenden zwei Verfahren ein. Das eine besteht darin, einen zyklischen Vorsatz (cyclic prefix) den Frequenzsignalen des FFT hinzuzufügen. Dieser Ansatz ist jedoch dafür anfällig, einen harmonischen Verlust vom Sägezahntyp (saw-type harmonic loss) zu erzeugen. Um den harmonischen Verlust vom Sägezahntyp von dem Frequenzsignal zu entfernen, das von dem Sender erzeugt wurde, wird das Hinzufügen des zyklischen Vorsatzes durch das Hinzufügen eines zero-padded Vorsatzes ersetzt, um das Mehrweg-Fading und den harmonischen Signalverlust zu eliminieren.
In dem MB-OFDM-System (multi-band orthogonal-frequency-division-multiplexing) wird die Frequenz auf 14 Banden aufgeteilt. Jede Bande besitzt eine Bandbreite von etwa 528 MHz. Die Banden werden sequenziell zwischen 3,1 GHz und 10,6 GHz angeordnet, um eine Reihe von OFDM-Symbolsignalen an die entsprechenden Banden zu senden. Wobei in der Spezifikation des UWB-Senders die Signalspanne eines OFDM-Symbolsignals in etwa 312,5 ns für 165 Abtastzeiten beträgt, die den zero-padded Vorsatz von 60,6 ns für 32 Abtastzeiten, das Datensignal von 242,4 ns für 128 Abtastzeiten und das Schutzintervall zum Schalten von unterschiedlichen Banden von etwa 9,5 ns für 5 Abtastzeiten umfasst.
Gemäß der Kommunikationstheorie kann das FSS nur dann normal ausgeführt werden, wenn die empfangenen Signale ihre kreisförmige Wellencharakteristik (circular convolution) besitzen. Wenn die kreisförmige Wellencharakteristik während der Kanalübertragung zerstört wird, dann wird das als der Kanaleffekt bezeichnet. Für den UWB-Empfänger sollte der Effekt, der sich in dem Kanal ereignet, an den Anfang des empfangenen Signals für einen normalen Betrieb kopiert werden.
Man beachte, dass das Schutzintervall nur in etwa 9,5 ns in der obigen Beschreibung der Ausgestaltung beträgt. Es ist so kurz, dass die Orthogonalität des empfangenen Signals nicht aufrechterhalten werden kann. Das bedeutet, wenn der Kanaleffekt kopiert und an den Anfang des empfangenen Signals hinzugefügt wird, dass das Schutzintervall bedingt durch die kreisförmige Welle des Signals und des Kanals zu kurz ist, um den Effekt abzudecken. Das Phänomen bewirkt den harmonischen Verlust des Signals. Dementsprechend ist es zum Aufrechterhalten der hohen Qualität des Signals sehr wichtig, wie der Kanaleffekt vollständig auf das empfangene Signal kopiert werden soll, so dass das FFT normal ausgeführt werden kann.
In dem UWB-Empfänger ist eine spezielle Technik für den Entspreizungsvorgang der Zeitdomäne (time domain despreading operation) erforderlich. Die Entspreizungsschaltung des Standes der Technik ist von der Entspreizungsschaltung des Senders verschieden. Die unterschiedliche Entspreizungsschaltung des Senders erhöht die Herstellungskosten. Außerdem wird die Komplexität des Kanalkompensationsmechanismus des Empfängers des Standes der Technik erhöht. Fehler ereignen sich leicht und der Empfänger kann nicht normal arbeiten.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Definieren eines Symbol-Zeitfensters und zum Erfassen eines Signals ausgerichtet. Das Verfahren ist für einen Ultrabreitband-(UWB)-Empfänger ausgelegt. Durch das erneute Definieren des Startpunktes des Symbol-Zeitfensters kann das Problem der kurzen Wartezeit, die in der Technologie des Standes der Technik gegenübersteht, überwunden werden.

Die vorliegende Erfindung ist ferner auf ein Signalerfassungsgerät ausgerichtet. Das Gerät ist für einen UWB-Empfänger angepasst. Durch das erneute Definieren des Startpunktes des Symbol-Zeitfensters kann das Problem der kurzen Wartezeit, die in der Technologie des Standes der Technik gegenübersteht, überwunden werden.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Definieren eines Symbol-Zeitfensters und zum Erfassen eines Signals bereit. Das Verfahren ist für einen Ultrabreitband-(UWB)-Empfänger ausgelegt. Der UWB-Empfänger empfängt eine Reihe von MB-OFDM-Symbolsignalen (multi-band orthogonal-frequency-division-multiplexing), die von einem UWB-Sender gesendet werden. Jedes MB-OFDM- Symbolsignal umfasst einen zero-padded Vorsatz, ein Datensignal und ein Schutzintervall, wobei eine Zeitspanne des zero-padded Vorsatzes T1 beträgt, eine Zeitspanne des Schutzintervalls T2 beträgt, T1 größer als T2 ist und eine Summe der Zeitspanne des MB-OFDM-Symbolsignals T3 beträgt. Das Verfahren zum Definieren des Symbol-Zeitfensters und zum Erfassen des Signals umfasst die folgenden Schritte: das Verzögern um eine voreingestellte Zeitspanne T von einem Starpunkt des zero-padded Vorsatzes, der als ein Startpunkt des Symbol-Zeitfensters dient, wobei eine Zeitspanne des Symbol-Zeitfensters T3 beträgt, das Empfangen einer Vielzahl von empfangenen Symbolsignalen gemäß dem Symbol-Zeitfenster, wobei jedes empfangene Symbolsignal einen Vorimpuls (prefix signal), ein empfangenes Datensignal und ein Schutzsignal umfasst, wobei eine Zeitspanne des Vorimpulses T1 – T beträgt, eine Zeitspanne des Schutzsignals T2 + T beträgt und T ≤ T1 – T2 ist; und das Erfassen des empfangenen Datensignals und des Schutzsignals, das Hinzufügen des Schutzsignals an einen Anfang des empfangenen Datensignals und das Ausgeben des hinzugefügten empfangenen Datensignals.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der UWB-Empfänger ein MB-OFDM-Empfänger. Das MB-OFDM schaltet Banden an dem Startpunkt des Symbol-Zeitfensters und erhält die gleiche Bande während des Symbol-Zeitfensters aufrecht.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Signalerfassungsgerät bereit. Das Gerät ist für einen ultrabreitbandigen (UWB)-Empfänger ausgelegt. Eine Antenne des MB-OFDM-Empfängers empfängt eine Vielzahl von MB-OFDM-Symbolsignalen, die von einem MB-OFDM-Sender gesendet werden. Jedes MB-OFDM-Symbolsignal umfasst einen zero-padded Vorsatz, ein Datensignal und ein Schutzintervall, wobei eine Zeitspanne des zero-padded Vorsatzes T1 beträgt, eine Zeitspanne des Schutzintervalls T2 beträgt, T1 größer als T2 ist, und eine Summe der Zeitspanne der MB-OFDM-Symbolsignale T3 beträgt. Das Signalerfassungsgerät umfasst folgendes: einen Frequenzsprunggenerator (frequency-hopping generator), einen Frequenzmischer (frequency mixer), einen Analog/Digital-Wandler und ein Symbol-Zeitfenster-Erfassungsgerät. Der Frequenzsprunggenerator erzeugt eines einer Vielzahl von zentralen Frequenzsignalen. Der Frequenzmischer ist mit dem Frequenzsprunggenerator verbunden, um eine Ausgabe aus der Antenne und eine Ausgabe aus dem Frequenzsprunggenerator (frequenzzuvermischen (frequenziell zu vermischen). Der Analog/Digital-Wandler ist mit einem Ausgabe-Terminal des Frequenzmischers verbunden. Das Symbol-Zeitfenster-Erfassungsgerät ist mit einem Ausgabe-Terminal des Analog/Digital-Wandlers verbunden, um ein empfangenes Datensignal und ein Schutzsignal zu erfassen und um das Schutzsignal an einen Anfang des empfangenen Datensignals hinzuzufügen, um das hinzugefügte empfangene Datensignal auszugeben. Wobei das Signalerfassungsgerät einen Startpunkt des zero-padded Vorsatzes um eine voreingestellte Zeitspanne T verzögert, der als ein Startpunkt des Symbol-Zeitfensters dient. Eine Zeitspanne des Symbol-Zeitfensters beträgt T3. Der Frequenzsprunggenerator schaltet zentrale Frequenzsignale an dem Starpunkt des Symbol-Zeitfensters. Das gleiche zentrale Frequenzsignal wird während dem Symbol-Zeitfenster ausgegeben, so dass das Symbol-Zeitfenster-Erfassungsgerät eine Vielzahl von empfangenen Symbolsignalen empfängt. Jedes empfangene Symbolsignal umfasst einen Vorimpuls, ein empfangenes Datensignal und ein Schutzsignal. Eine Zeitspanne des Vorimpulses beträgt T1 – T, eine Zeitspanne des Schutzsignals beträgt T2 + T und T ist ≤ T1 – T2.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die voreingestellte Zeit T zum Beispiel T1–T2 sein. Das bedeutet, dass die Zeitspanne des Vorimpulses T2 beträgt und dass eine Zeitspanne des Schutzsignals T1 beträgt.

Das Signalerfassungsgerät und das Verfahren davon ändert gemäß der vorliegenden Erfindung den Startpunkt des Symbol-Zeitfensters. Die vorliegende Erfindung ersetzt den Startpunkt des pre-padded Vorsatzes mit 60,6 ns mit dem Startpunkt des Schutzintervalls mit 9,5 ns. Die vorliegende Erfindung erfasst das empfangene Datensignal mit 242,4 ns nach 9,5 ns für den anschließenden Vorgang der schnellen Fourier-Transformation (FFT). Für den UWB-Empfänger kann der Kanaleffekt vollständig an den Anfang des empfangenen Datensignals kopiert werden, um die Orthogonalität des empfangenen Datensignals aufrechtzuerhalten, um das FFT korrekt auszuführen.

Die obigen und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung besser verstanden, die im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen bereitgestellt werden. Man beachte, dass ein "Paar" bedeutet, dass zwei Geräte unmittelbar miteinander verbunden sind oder dass zwei Geräte über ein drittes Gerät miteinander verbunden sind. Gewöhnlich ist das dritte Gerät ein Gerät des Standes der Technik, das in den Figuren der folgenden Ausführungsformen nicht gezeigt wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Konfiguration, die ein Verfahren zum Definieren eines Symbol-Zeitfensters und zum Erfassen eines Signals gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein schematisches Blockdiagramm, das einen ultrabreitbandigen (UWB)-Empfänger gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist ein Graph, der einen Zusammenhang zwischen der Paketfehlerrate (packet error rate, PER) und dem Signal/Rausch-(E_b/N_o)-Verhältnis zeigt.
BESCHREIBUNG EINIGER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die 1 ist eine schematische Konfiguration, die ein Verfahren zum Definieren eines Symbol-Zeitfensters und zum Erfassen eines Signals gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die 2 ist ein schematisches Blockdiagramm, das einen Ultrabreitband-(UWB)-Empfänger gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Bezugnehmend auf die 1 in der Ausführungsform des MB-OFDM-Daten-Sende/Empfangssystems (multi-band orthogonal-frequency-division-multiplexing) werden die mehrfach-seriellen OFDM-Symbolsignale 102 und 104 an einen UWB-Empfänger 200, wie in der 2 gezeigt ist, über den Mehrwegkanal 106 mittels der Hochfrequenz-Datenübertragung der Trägerwellen der drahtlosen Kommunikationstechnologie gesendet. Worin jedes OFDM-Symbolsignal 102 und 104 einer der Banden entspricht. Jedes OFDM-Symbolsignal umfasst einen zero-padded Vorsatz (ZP) von 60,6 ns für 32 Abtastzeiten, ein Datensignal (SY) von 242,4 ns für 128 Abtastzeiten und ein Schutzintervall (GI) von 9,5 ns für 5 Abtastzeiten zum Schalten der Banden.
Der UWB-Empfänger 200 empfängt die OFDM-Symbolsignale 102 und 104 gemäß der Definitionszeit und des Startpunkts des Symbol-Zeitfensters. Der Startpunkt jedes Symbol-Zeitfensters dient der Bandenschaltung, um die mehrfach-seriellen Signale 202 und 204 zu empfangen. Worin jedes Symbolsignal 202 und 204 einen Vorimpuls PS, ein empfangenes Datensignal RS und ein Schutzsignal GS umfasst. In der Technologie des Standes der Technik dient der zero-padded Vorsatz ZP von 60,6 ns als der Startpunkt des Empfangs der Symbolsignale 202 und 204 durch den UWB-Empfänger 200. Er ist der ursprüngliche Startpunkt des Symbol-Zeitfensters, das durch die gestrichelte Linie A0 in der 1 repräsentiert wird. Verschieden von der Technologie des Standes der Technik verzögert die vorliegende Erfindung den Startpunkt des zero-padded Vorsatzes ZP um eine voreingestellte Zeit T, die als ein neuer Startpunkt des Symbol-Zeitfensters dient, der durch die durchgezogene Linie A1 in der 1 repräsentiert wird. T1 repräsentiert die Zeitspanne des zero-padded Vorsatzes ZP und T2 repräsentiert die Zeitspanne des Schutzintervalls GI. Die Zeitspanne des Vorimpulses PS jedes empfangenen Symbolsignals 202 und 204 wird von T1 auf T1 – T verringert. Die Zeitspanne des Schutzsignals GS jedes empfangenen Symbolsignals 202 und 204 wird von T2 auf T2 + T erhöht. Die gesamte Zeitspanne des Symbol-Zeitfensters T3 ist fest. Das bedeutet, dass die gesamte Zeitspanne jedes OFDM-Symbolsignals 102 und 104 312,5 ns beträgt.
Der zero-padded Vorsatz ZP und das Schutzintervall GI dienen nicht zum Senden von Datensignalen, sondern als Schutzfunktion für den Empfänger.
Dementsprechend, sogar wenn der Starpunkt des zero-padded Vorsatzes ZP nicht als der Startpunkt von jedem empfangenen Symbolsignal 202 und 204 dient, wird der UWB-Empfänger 200 nicht beeinflusst. Nach der Verzögerung um eine voreingestellte Zeit T für den UWB-Empfänger wird das neue Symbol-Zeitfenster von dem Schutzintervall GI von 9,5 ns nach dem empfangenen Datensignal RS auf die Zeitspanne T2 + T erhöht, um den Kanaleffektausläufer (channel effect tail) 206 zu erfassen, der sich aus dem Kanaleffekt am Ende des empfangenen Datensignals RS ergibt. In dieser Ausführungsform beträgt die Zeitspanne des Vorimpulses PS T1 – T, wie zum Beispiel 9,5 ns. Die Zeitspanne des Schutzsignals GS kann zum Beispiel 60,6 ns sein. Das bedeutet, dass diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Schutzintervall GI von 9,5 ns mit dem zero-padded Vorsatz ZP von 60,6 ns austauscht. Die Zeitspanne des Vorimpulses PS kann größer oder gleich 9,5 ns sein. Das Schutzsignal GS kann kleiner als 60,6 ns sein.
Bezugnehmend auf die 2 wird das oben beschriebene Verfahren zum Definieren des Symbol-Zeitfensters und zum Erfassen von Daten auf den UWB-Empfänger 200 angewendet, um die Datenerfassungsfunktion auszuführen. Das neu erzeugte Symbol-Zeitfenster kann das Problem des Standes der Technik bedingt durch das kurze Schutzintervall GI lösen. Wie in der 2 gezeigt ist, umfasst das Signalerfassungsgerät 210 einen Frequenzsprunggenerator 220, einen Frequenzmischer 230, einen Analog/Digital-Wandler 240 und ein Symbol-Zeitfenster-Erfassungsgerät 250. Worin eine Antenne 208 des UWB 200 die mehrfach-seriellen OFDM-Symbolsignale 102 und 104 empfängt, die von einem UWB-Sender gesendet werden (nicht gezeigt). Die OFDM-Symbolsignale 102 und 104 werden dem Frequenzmischer 230 eingespeist und werden mit der zentralen Frequenz frequenzvermischt, die von dem Frequenzsprunggenerator 220 erzeugt wird, um die Trägerwellen zu entfernen und um die aktuellen OFDM-Symbolsignale zu erhalten. Dann wird die Ausgabe des Frequenzmischers 230 an den Analog/Digital-Wandler 240 gesendet und in digitale Signale umgewandelt. Das Symbol-Zeitfenster-Erfassungsgerät 250 empfängt die Ausgabe aus dem Analog/Digital-Wandler 240, um den zero-padded Vorsatz ZP und das Schutzintervall GI zu entfernen. Das Symbol-Zeitfenster-Erfassungsgerät 250 fügt das Schutzsignal GS dem Anfang des empfangenen Datensignals RS hinzu, um das hinzugefügte empfangene Datensignal RS auszugeben.
Aus den obigen Beschreibungen verzögert das Signalerfassungsgerät 210 den Startpunkt des zero-padded Vorsatzes ZP um eine voreingestellte Zeit T, der als der Startpunkt eines Symbol-Zeitfensters dient. Der Frequenzsprunggenerator 220 schaltet die zentralen Frequenzsignale an dem Startpunkt des Symbol-Zeitfensters und erhält das gleiche zentrale Frequenzsignal während des Symbol-Zeitfensters aufrecht. Das Symbol-Zeitfenster-Erfassungsgerät 250 empfängt die mehrfachseriellen empfangenen Symbolsignale 202 und 204 gemäß dem Symbol-Zeitfenster. Jedes empfangene Symbolsignal umfasst einen Vorimpuls PS, ein empfangenes Datensignal RS und ein Schutzsignal GS, wie in der 1 gezeigt ist. Die Zeitspanne des Vorimpulses PS beträgt T1 – T, die Zeitspanne des Schutzsignals GS beträgt T2 + T und T ist ≤ T1 – T2. Dementsprechend kann die Orthogonalität der empfangenen Symbolsignale 202 und 204 wirksam aufrechterhalten werden.
Bedingt durch die kreisförmige Welle der empfangenen Symbolsignale 202 und 204 wird die anschließende schnelle Fourier-Transformation (FFT) keinen harmonischen Verlust des Signals bewirken und die Qualität der Datenübertragung kann aufrechterhalten werden. Nach dem schnellen Fourier-Transformator 260 können die Signale von dem Zeitdomänen-Entspreizungsgerät 270 und dem Kanal-Equalizer 280 verarbeitet werden. Wobei der Kanal-Equalizer 280 den harmonischen Verlust gewöhnlich kompensiert, der durch die Interferenzen mit Nachbarsymbolen (intersymbol interference, ISI) verursacht wird. Die Qualität des Sendekanals kann durch Kompensieren der Amplitude und der Verzögerung der empfangenen Signale verbessert werden, ohne die Leistung für die Signalübertragung und der Bandbreite des Kanals zu erhöhen.
Die 3 ist ein Graph, der einen Zusammenhang zwischen der Paketfehlerrate (packet error rate, PER) und dem Signal/Rausch-(E_b/N_o)-Verhältnis zeigt. Durch Simulation in dem UWB-System mit der MB-OFDM-Übertragungsrate von 200 Mbps kann das PER die Anforderung der Spezifikation des UWB in den Umgebungen des hinzugefügten weißen Gauss'schen Rauschens (AWGN) und den UWB-Kanälen CM 1–4 erfüllen.
Dementsprechend verändert das Signalerfassungsgerät and das Verfahren davon gemäß der vorliegenden Erfindung den Startpunkt des Symbol-Zeitfensters. Die vorliegende Erfindung ersetzt den Startpunkt des pre-padded Vorsatzes mit 60,6 ms mit dem Starpunkt des Schutzintervalls mit 9,5 ns. Die vorliegende Erfindung erfasst das empfangene Datensignal mit 242,4 ns nach 9,5 ns für den anschließenden Vorgang der schnellen Fourier-Transformation (FFT). Für den UWB-Empfänger kann der Kanaleffekt vollständig an den Anfang des empfangenen Datensignals kopiert werden, um die Orthogonalität des empfangenen Datensignals aufrechtzuerhalten, um das FFT korrekt auszuführen.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter den Bedingungen von beispielhaften Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist sie nicht darauf beschränkt. Vielmehr sollten die angefügten Ansprüche breit ausgelegt werden, um andere Varianten und Ausführungsformen der Erfindung einzuschließen, die von einem Fachmann gemacht werden können, ohne von dem Schutzumfang und der Variationsbreite an Äquivalenten der Erfindung abzuweichen.

Claims

Ein Verfahren zum Definieren eines Symbol-Zeitfensters und zum Erfassen eines Signals, wobei das Verfahren an einen Ultrabreitband-(UWB)-Empfänger angepasst ist, wobei der UWB-Empfänger eine Reihe von MB-OFDM-Symbolsignalen (multi-band orthogonal-frequency-division-multiplexing) empfängt, die von einem UWB-Sender gesendet werden, wobei jedes MB-OFDM-Symbolsignal einen zero-padded Vorsatz (zero-padded prefix), ein Datensignal und ein Schutzintervall umfasst, wobei eine Zeitspanne des zero-padded Vorsatzes T1 beträgt, eine Zeitspanne des Schutzintervalls T2 beträgt, T1 größer als T2 ist, eine Summe der Zeitspanne des MB-OFDM-Symbolsignals T3 beträgt, und wobei das Verfahren zum Definieren des Symbol-Zeitfensters und zum Erfassen des Signals die folgenden Schritte umfasst: das Verzögern um eine voreingestellte Zeitspanne T von einem Starpunkt des zero-padded Vorsatzes, der als ein Startpunkt des Symbol-Zeitfensters dient, wobei eine Zeitspanne des Symbol-Zeitfensters T3 beträgt, das Empfangen einer Vielzahl von empfangenen Symbolsignalen gemäß dem Symbol-Zeitfenster, wobei jedes empfangene Symbolsignal einen Vorimpuls (prefix signal), ein empfangenes Datensignal und ein Schutzsignal umfasst, wobei eine Zeitspanne des Vorimpulses T1 – T beträgt, eine Zeitspanne des Schutzsignals T2 + T beträgt und T ≤ T1 – T2 ist; und das Erfassen des empfangenen Datensignals und des Schutzsignals, das Hinzufügen des Schutzsignals an einen Anfang des empfangenen Datensignals und das Ausgeben des hinzugefügten empfangenen Datensignals.
Das Verfahren zum Definieren des Symbol-Zeitfensters und zum Erfassen des Signals gemäß Anspruch 1, wobei T = T1 – T2 ist und was bedeutet, dass die Zeitspanne des Vorimpulses T2 beträgt und eine Zeitspanne des Schutzsignals T1 beträgt.
Das Verfahren zum Definieren des Symbol-Zeitfensters und zum Erfassen des Signals gemäß Anspruch 1, wobei die Zeitspanne T1 des zero-padded Vorsatzes 60,6 ns beträgt, die Zeitspanne T2 des Schutzintervalls 9,5 ns beträgt und eine Zeitspanne T3 des Symbol-Zeitfensters 312,5 ns beträgt.
Das Verfahren zum Definieren des Symbol-Zeitfensters und zum Erfassen des Signals gemäß Anspruch 1, wobei der UWB-Empfänger ein MB-OFDM-Empfänger ist und der MB-OFDM-Empfänger Banden an dem Startpunkt des Symbol-Zeitfensters schaltet und die gleiche Bande während des Symbol-Zeitfensters aufrechterhält.
Ein Signalerfassungsgerät, das an einen MB-OFDM-Empfänger angepasst ist, eine Antenne des MB-OFDM-Empfängers, die eine Vielzahl von MB-OFDM-Symbolsignalen empfängt, die von einem MB-OFDM-Sender gesendet werden, wobei jedes MB-OFDM-Symbolsignal einen zero-padded Vorsatz, ein Datensignal und ein Schutzintervall umfasst, wobei eine Zeitspanne des zero-padded Vorsatzes T1 beträgt, eine Zeitspanne des Schutzintervalls T2 beträgt, T1 größer als T2 ist, eine Summe der Zeitspanne der MB-OFDM-Symbolsignale T3 beträgt, und wobei das Signalerfassungsgerät folgendes umfasst: einen Frequenzsprunggenerator (frequency-hopping generator), um eines einer Vielzahl von zentralen Frequenzsignalen zu erzeugen; einen Frequenzmischer (frequency mixer), der mit dem Frequenzsprunggenerator verbunden ist, um eine Ausgabe aus der Antenne und eine Ausgabe aus dem Frequenzsprunggenerator frequenzzuvermischen; einen Analog/Digital-Wandler, der mit einem Ausgabe-Terminal des Frequenzmischers verbunden ist; und ein Symbol-Zeitfenster-Erfassungsgerät, das mit einem Ausgabe-Terminal des Analog/Digital-Wandlers verbunden ist, um ein empfangenes Datensignal und ein Schutzsignal zu erfassen und um das Schutzsignal an einen Anfang des empfangenen Datensignals hinzuzufügen, um das hinzugefügte empfangene Datensignal auszugeben, wobei das Signalerfassungsgerät einen Startpunkt des zero-padded Vorsatzes um eine voreingestellte Zeitspanne T verzögert, der als ein Startpunkt des Symbol-Zeitfensters dient, wobei eine Zeitspanne des Symbol-Zeitfensters T3 beträgt, der Frequenzsprunggenerator zentrale Frequenzsignale an dem Starpunkt des Symbol-Zeitfensters schaltet, wobei das gleiche zentrale Frequenzsignal während des Symbol-Zeitfensters ausgegeben wird, so dass das Erfassungsgerät des Symbol-Zeitfensters eine Vielzahl von empfangenen Symbolsignalen empfängt, wobei jedes empfangene Symbolsignal einen Vorimpuls, ein empfangenes Datensignal und ein Schutzsignal umfasst, wobei eine Zeitspanne des Vorimpulses T1 – T beträgt, eine Zeitspanne des Schutzsignals T2 + T beträgt und T ≤ T1 – T2 ist.
Das Signalerfassungsgerät gemäß Anspruch 5, wobei T = T1 – T2 ist und was bedeutet, dass die Zeitspanne des Vorimpulses T2 beträgt und eine Zeitspanne des Schutzsignals T1 beträgt.
Das Signalerfassungsgerät gemäß Anspruch 5, wobei die Zeitspanne T1 des zero-padded Vorsatzes 60,6 ns beträgt, die Zeitspanne T2 des Schutzintervalls 9,5 ns beträgt und eine Zeitspanne T3 des Symbol-Zeitfensters 312,5 ns beträgt.