DE102005016716A1

DE102005016716A1 - Verfahren zur Unterdrückung spektraler Nebenzipfel in auf OFDM beruhenden Übertragungssystemen

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Publication number: DE102005016716A1
Application number: DE102005016716A
Authority: DE
Inventors: Ivan Dipl.-Ing. Cosovic
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2005-04-11
Filing date: 2005-04-11
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2025-04-12
Also published as: DE102005016716B4

Abstract

Zur Unterdrückung spektraler Nebenzipfel eines zu übertragenden, aus Symbolsequenzen zusammengesetzten Signals in drahtlosen oder drahtgebundenen OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)-Übertragungssystemen und in Mehrträger-Übertragungssystemen, die OFDM verwenden oder auf OFDM basieren, wird jeder zu übertragenden ursprünglichen Symbolsequenz ein Satz von mehreren verschiedenen alternativen Sequenzen zugewiesen, die sich voneinander durch jedem Unterträger zugeteilte Amplituden- und/oder Phasenwerte unterscheiden und als "Multiple Choice"-Sequenzen bezeichnet werden. Zur tatsächlichen Übertragung wird aus dem Satz der "Multiple Choice"-Sequenzen eine Sequenz ausgewählt, welche die Nebenzipfel minimiert oder zumindest eine bessere Nebenzipfelunterdrückung als die ursprüngliche Übertragungssequenz erzielt. DOLLAR A Anwendung bei auf OFDM beruhenden drahtlosen und drahtgebundenen Übertragungssystemen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterdrückung spektraler Nebenzipfel eines zu übertragenden, aus Symbolsequenzen zusammengesetzten Signals in drahtlosen oder drahtgebundenen OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)-Übertragungssystemen und in Mehrträger-Übertragungssystemen, die OFDM verwenden oder auf OFDM basieren.

Das Spektrum eines OFDM-Sendesignals weist bekanntlich starke Nebenzipfel auf. Dies bedeutet, dass bei einer OFDM-Übertragung außerhalb der Übertragungsbandbreite beachtliche Sendeleistungen abgestrahlt werden.

Zur Unterdrückung spektraler Nebenzipfel bei OFDM gibt es gemäß dem Stand der Technik verschiedene Möglichkeiten.

Spektrale Nebenzipfel lassen sich insbesondere durch Filterungsmaßnahmen unterdrücken. Derartige Maßnahmen bedeuten zum einen zusätzlichen Realisierungsaufwand und damit zusätzliche Kosten. Zum anderen wird das Sendesignal durch den Filtervorgang beeinflusst und es können Störungen auftreten. Insbesondere wird durch die Filterung das OFDM-Symbol im Zeitbereich verlängert, wodurch störende Symbolinterferenzen zwischen aufeinander folgenden OFDM-Symbolen entstehen können.

Eine Unterdrückung spektraler Nebenzipfel lässt sich in OFDM-Übertragungssystemen auch dadurch erreichen, dass große Schutzbänder zu den im Frequenzbereich benachbarten Systemen vorgesehen bzw. Unterträger am Frequenzbereichsrand des OFDM-Systems freigelassen werden. Das Verfahren, Unterträger am Frequenzbereichsrand freizulassen, d.h. nicht mit Datensymbolen zu belegen, wird beispielsweise in den Standards DAB ("Digital Audio Broadcasting") und DVB-T ("Digital Video Broadcasting – Terrestrial") verwendet. Diese bekannten Maßnahmen sind jedoch ineffizient und verschwenden die wertvolle Ressource Spektrum. Steht nur ein kleiner Frequenzbereich zur Übertragung zur Verfügung, dann macht es keinen Sinn, ein OFDM-Übertragungssystem in diesen Frequenzbereich zu legen, wenn große Schutzbänder vorzusehen sind oder Unterbänder freigelassen werden müssen.

Eine Unterdrückung spektraler Nebenzipfel in OFDM-Übertragungssystemen kann auch durch Pulsformung erfolgen. Anstelle des rechteckförmigen Impulses für das OFDM-Symbol im Zeitbereich können andere Pulsformen gewählt werden, die ein günstigeres Spektrum besitzen, d.h. ein Spektrum, dessen Nebenzipfel schneller abklingen. Beispiele für derartige Pulse sind Nyquist-Pulse, wie beispielsweise der "Raised Cosine"-Puls. Allerdings haben andere Pulsformen als der Rechteckpuls auch ziemliche Nachteile. Es vergrößert sich nämlich die zeitliche Ausdehnung des OFDM-Symbols, wodurch Symbolinterferenzen entstehen können. Darüber hinaus kann zur OFDM-Modulation und -Demodulation nicht mehr die aufwandsgünstige Realisierung mittels DFT/IDFT ("Discrete Fourier Transformation"/"Inverse Discrete Fourier Transformation") bzw. FFT/IFFT ("Fast Fourier Transformation"/"Inverse Fast Fourier Transformation") verwendet werden.

Der vorstehend beschriebene Stand der Technik zur Unterdrückung von spektralen Nebenzipfeln bei OFDM-Übertragungssystemen beruht auf Lehrbuchwissen und kann beispielsweise in dem Buch von Proakis, J.G.: "Digital Communications", New York: McGraw-Hill Inc., 1995 oder im Buch von van Nee, R.; Prasad, R.: "OFDM for Wireless Multimedia Communications", Boston: Artech House, 2000 nachgeschlagen werden.

Bei manchen OFDM-Übertragungssystemen besteht die Anforderung, kleine Frequenzbereiche zu nutzen. Diese Forderung ist beispielsweise beim Entwurf von auf OFDM basierenden "Over lay"-Übertragungssystemen aufgestellt. Ein "Overlay"-Übertragungssystem ist ein Kommunikationssystem, das im Spektrum eines anderen Übertragungssystems arbeiten und die dort ungenutzten Frequenzbereiche zur Übertragung nutzen darf.

Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zu Grunde, spektrale Nebenzipfel in OFDM-Übertragungssystemen und Mehrträger-Übertragungssystemen, die auf OFDM beruhen oder OFDM verwenden, zu unterdrücken oder zumindest erheblich zu reduzieren, ohne dass ein zusätzlicher Filteraufwand erforderlich wird und das OFDM-Sendesignal durch einen zu Störungen, insbesondere Symbolinterferenzen, führenden Filtervorgang beeinflusst wird. Bei der durch die Erfindung zu schaffenden Nebenzipfelunterdrückung soll darüber hinaus auch die wertvolle Ressource Spektrum ohne Verschwendung möglichst vollständig ausgenutzt werden, was insbesondere dann von hoher Bedeutung ist, wenn nur ein kleiner Frequenzbereich zur Übertragung verfügbar ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung, die sich auf ein Verfahren zur Unterdrückung spektraler Nebenzipfel eines zu übertragenden, aus Symbolsequenzen zusammengesetzten Signals in drahtlosen oder drahtgebundenen OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)-Übertragungssystemen und in Mehrträger-Übertragungssystemen, die OFDM verwenden oder auf OFDM basieren, bezieht, wird diese Aufgabe in vorteilhafter Weise dadurch gelöst, dass jeder zu übertragenden ursprünglichen Symbolsequenz ein Satz von mehreren verschiedenen alternativen Sequenzen zugewiesen wird, die sich voneinander durch jedem Unterträger zugeteilte Amplituden- und/oder Phasenwerte unterscheiden und als "Multiple Choice"-Sequenzen bezeichnet werden, und dass zur tatsächlichen Übertragung aus dem Satz der "Multiple Choice"-Sequenzen eine Sequenz ausgewählt wird, welche die Nebenzipfel minimiert oder zumindest eine bessere Nebenzipfelunterdrückung als die ursprüngliche Übertragungssequenz erzielt.

Die Nebenzipfelunterdrückung in OFDM-Systemen und Mehrträger-Übertragungssystemen, die auf OFDM basieren, wird gemäß der vorliegenden Erfindung somit durch Anwenden einer als "Multiple Choice" bezeichneten Technik erreicht, bei der jeder ursprünglichen Übertragungssequenz ein Satz von mehreren verschiedenen alternativen Sequenzen zugewiesen wird, die als "Multiple Choice"-Sequenzen bezeichnet werden. Die zugewiesenen Sequenzen unterscheiden sich voneinander durch jedem Unterträger zugeteilte Amplituden und/oder Phasen. Zur tatsächlichen Übertragung wird aus dem Satz der "Multiple Choice"-Sequenzen eine Sequenz ausgewählt, die eine maximale Nebenzipfelunterdrückung bietet oder zumindest eine bessere Nebenzipfelunterdrückung als die ursprüngliche Übertragungssequenz erzielt.

Der Satz von "Multiple Choice"-Sequenzen kann z.B. durch Multiplizieren der ursprünglichen Übertragungssequenz mit einem Satz von vorher festgelegten Pseudozufallssequenzen bestimmt werden. Diese vorher festgelegten Pseudozufallssequenzen können komplexe oder reelle Zahlen sein, die bei der ursprünglichen Übertragungssequenz Phasen- und/oder Amplitudenverschiebungen induzieren. Wenn Amplitudenverschiebungen induziert werden, dann kann ein Planungskriterium für die Pseudozufallsfolgen darin bestehen, die Sendeleistung der ursprünglichen Sendesequenz nicht zu ändern, sondern sie unter den verwendeten Unterträgern nur neu zu verteilen.

Anstelle einer Multiplikation der ursprünglichen Übertragungssequenz mit Pseudozufallssequenzen kann ein Satz von "Multiple Choice"-Sequenzen entsprechend einem anderen Krite rien bestimmt werden, das z.B. keine Multiplikation der ursprünglichen Sequenz mit einigen anderen Sequenzen enthält.

Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung weist gegenüber dem Stand der Technik eine Reihe von Vorteilen auf. Es werden weder Symbolinterferenzen noch andere Störungen erzeugt. Es werden lediglich sehr kleine Schutzbänder oder überhaupt keine Schutzbänder benötigt. DFT/IDFT bzw. FFT/IFFT können weiterhin zur OFDM-Modulation und -Demodulation verwendet werden.

Der einzige Nachteil, den das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung aufweist, besteht darin, dass die Übertragung einer Nebeninformation erforderlich ist, die dem Empfänger signalisiert, welche Sequenz aus dem Satz der zugewiesenen Sequenzen ausgewählt wird, wodurch die Übertragungsrate gesenkt wird. Jedoch führt die Einführung dieser Nebeninformation nur zu einem relativ kleinen Verlust der Übertragungsrate. Beispielsweise sind im Fall von N_seq = 16 zugewiesenen "Multiple Choice"-Sequenzen nur N_side = log₂ N_seq = 4 bits erforderlich, um die Nummer der gewählten Sequenz zu signalisieren.

Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Verwendungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Unterdrückung spektraler Nebenzipfel des Sendesignals in drahtlosen oder drahtlosen OFDM-Übertragungssystemen und in Mehrträger-Übertragungssystemen, die OFDM verwenden oder auf OFDM basieren, sind in den unmittelbar oder mittelbar auf den Patentanspruch 1 rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.

Zum besseren Verständnis wird nachfolgend die vorliegende Erfindung anhand eines relativ einfachen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 ein Spektrumsdiagramm eines gewöhnlichen OFDM-Sendesignals mit Unterträgerspektren sowie dem Spektrum des Summensignals für ein OFDM-Übertragungssystem mit acht Unterträgern, und
2 Leistungsdichtespektren des OFDM-Sendesignals ohne "Multiple Choice"-Technik und des OFDM-Sendesignals mit "Multiple Choice"-Technik im logarithmischen Maßstab.
Betrachtet wird ein OFDM-Übertragungssystem mit N = 8 Unterträgern und BPSK-Modulation ("Binary Phase Shift Keying"-Modulation). BPSK bedeutet, dass binäre Übertragungssymbole d_n, n = 1, ..., N, übertragen werden, d.h. es gilt d_n ∊ {+1,–1}. Die Dauer eines BPSK-Symbols wird mit T_s bezeichnet. Da ein OFDM-Symbol gleichzeitig N BPSK-Symbole überträgt, beträgt die OFDM-Symboldauer T = N·T_s. Die Unterträger im OFDM-System werden von links nach rechts durchnummeriert, wobei der Unterträger am linken Rand mit 1 und dessen Mittenfrequenz mit f₁ und der Unterträger am rechten Rand mit N und dessen Mittenfrequenz mit f_N benannt wird. Die Unterträger werden im Folgenden mit s_n(x), n = 1, ..., N, bezeichnet und lassen sich gemäß
darstellen, wobei x = fT/π die normierte Frequenz bedeutet und x_n = f_nT/π die normierte Mittenfrequenz des Unterträgers n darstellt. Das ursprüngliche Übertragungssignal wird mit einem vorher festgelegten Satz von N_seq = 16 Sequenzen α^(k) = (α (k) / 1, α (k) / 2, ..., α (k) / N, k = 1, ..., N_seq der Länge N multipliziert und es werden 16 neue Übertragungssignale s (k) / n(x), n = 1, ..., N, k = 1, ..., N_seq erzeugt, die als "Multiple Choice"-Sequenzen bezeichnet werden. Die "Multiple Choice"-Sequenzen sind gleich
Für jede der "Multiple Choice"-Sequenzen wird eine Leistung in den betrachteten Nebenzipfeln berechnet, z.B. in Form von
Es wird angemerkt, dass anstelle der Integralberechnung eine Summe einer gewissen Anzahl von diskreten Punkten über die betrachteten Nebenzipfel in Betracht gezogen werden kann, wodurch die benötigte Komplexität zum Erhalten von A^(k), k = 1, 2, ..., N_seq reduziert werden kann.
In dem in Gleichung (3) angegebenen Beispiel werden beim verwendeten Spektrum der erste Nebenzipfel am linken Rand und der erste Nebenzipfel am rechten Rand zur Unterdrückung vorgesehen. Sie liegen zwischen x = –5,5 und x = –4,5 bzw. x = 4,5 und x = 5,5.
Die "Multiple Choice"-Sequenz-Nummer, für die A^(k), k = 1, 2, ..., N_seq, minimal ist, wird ermittelt:
Schließlich wird die Sequenz α^(K) = (α (K) / 1, α (K) / 2, α (K) / N, ..., α (K) / N) ausgewählt, die mit dem ursprünglichen Übertragungssignal s_n(x), n = 1, ..., N, multip liziert werden soll, und als Ergebnis wird die "Multiple Choice"-Sequenz s (K) / n(x), n = 1, ..., N, erhalten und das Signal
wird übertragen. Darüber hinaus wird die Nummer der ausgewählten Sequenz, d.h. K, in Bits codiert und, wenn nötig, zum Empfänger übertragen.
Anstatt alle N_seq = 16 Sequenzen durchzugehen, kann eine erste Sequenz k, beginnend mit der Sequenz k = 1, die A^(k) ≤ A genügt, ausgewählt werden, um mit dem ursprünglichen Übertragungssignal multipliziert zu werden. Es wird angemerkt, dass A einen bestimmten, vorher definierten Wert markiert, der die minimale Nebenzipfelunterdrückung bezeichnet, welche erreicht werden soll. Der Vorteil einer solchen Lösung ist die geringere Komplexität, da nicht immer alle Sequenzen untersucht werden.
Nachfolgend wird für die betrachtete BPSK-Übertragung beispielhaft die Symbolvektorfolge {d₁, ..., d_N} = {+1, ..., +1} gewählt.
In 1 ist für eine OFDM-Signalübertragung das Spektrum der Einzelträger (dünne Linien) sowie das Spektrum des Summensignals (dicke Linie) mit N = 8 Unterträgern ohne Verwendung von "Multiple Choice"-Sequenzen dargestellt. In diesem Beispiel liegt der erste Nebenzipfel am linken Rand zwischen x = –5,5 und x = –4,5 der normierten Frequenz x = fT/π und der erste Nebenzipfel am rechten Rand zwischen x = 4,5 und x = 5,5 der normierten Frequenz x = fT/π. Überdies haben alle Nebenzipfel die gleiche normierte Breite Δx = 1 im Frequenzbereich. Die Amplitude der Nebenzipfel nimmt mit wachsendem |x| ab.
In 2 sind das Spektrum eines OFDM-Signals ohne "Multiple Choice"-Sequenzen (durchgezogene Linien) und das Spektrum eines OFDM-Signals mit "Multiple Choice"-Sequenzen (gestrichelte Linien) dargestellt, wobei angenommen wird, dass N_seq = 4 verschiedene "Multiple Choice"-Sequenzen verfügbar sind. In diesem Beispiel wird eine Unterdrückung von mehr als 10 dB erreicht. Darüber hinaus klingen die Nebenzipfel im Fall der "Multiple Choice"-Sequenzen viel schneller ab.
Es ist schließlich zu erwähnen, dass im betrachteten Beispiel als vorher definierte Sequenzen pseudozufällige, komplexwertige Sequenzen gewählt sind.
Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern lässt sich auf folgende Fälle verallgemeinern:

– Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht nur auf OFDM-Übertragungssysteme anwendbar, sondern auf alle Übertragungsverfahren, die auf OFDM beruhen, wie beispielsweise "Orthogonal Frequency-Division Multiple-Access" (OFDMA) und "Multi-Carrier Code-Division Multiple-Access" (MC-CDMA).
– Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist auf OFDM-Systeme oder Mehrträger-Übertragungssysteme, die auf OFDM beruhen, mit beliebiger Unterträgeranzahl N anwendbar.
– Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf BPSK beschränkt, sondern kann auf alle Modulationsverfahren erweitert werden, die in OFDM-Übertragungssystemen oder Mehrträger- Übertragungssystemen, die auf OFDM beruhen, verwendet werden.
– Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beschränkt sich nicht auf die Verwendung von komplexen "Multiple Choice"-Sequenzen. Die "Multiple Choice"-Sequenzen können auch reell sein.
– Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beschränkt sich nicht auf die Unterdrückung je eines Nebenzipfels an den beiden Rändern des Sendesignalspektrums. Vielmehr kann die Optimierung der "Multiple Choice"-Sequenzen auf eine beliebige Bandbreite ausgedehnt werden.
– Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beschränkt sich nicht auf die Multiplikation der ursprünglichen Übertragungssequenz mit Pseudozufallssequenzen. Die "Multiple Choice"-Sequenzen können auch gemäß einem unterschiedlichen Kriterium bestimmt werden, das keine Multiplikation der ursprünglichen Sequenz mit einigen anderen Sequenzen enthält.
– Das Verfahren nach der Erfindung ist nicht auf die Anwendung auf alle Datensymbole beschränkt, die ein OFDM-Symbol zusammensetzen. Die Datensymbole eines OFDM-Symbols könnten in mehrere Gruppen getrennt werden und die durch die Erfindung vorgeschlagene Technik könnte auf jede oder einige der Gruppen von Datensymbolen angewandt werden. In einem solchen Fall wird die Nebeninformation einen größeren Datenvolumenaufwand erfordern, da sie die Nummer der gewählten Sequenz für jede der Gruppen von Datensymbolen enthalten wird.
– Das Verfahren nach der Erfindung ist nicht auf die Auswahl derjenigen Sequenz beschränkt, die eine maximale spektrale Nebenzipfelunterdrückung erreicht. Eine Sequenz, welche zwar nicht die maximale Nebenzipfelunterdrückung erreicht, jedoch eine bessere Nebenzipfelunterdrückung als die ursprüngliche Übertragungssequenz erzielt, könnte ausgewählt werden.
– Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung lässt sich in einfacher Weise mit anderen Verfahren zur Nebenzipfelunterdrückung kombinieren, beispielsweise mit den drei Verfahren entsprechend dem Stand der Technik. Dies ist möglich, da das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung keine prinzipiellen Änderungen am OFDM-System oder an dem auf OFDM basierenden Mehrträgerübertragungssystem erfordert. Das resultierende Übertragungssystem mit "Multiple Choice"-Sequenzen bleibt ein OFDM-System oder ein auf OFDM basierendes Mehrträgerübertragungssystem.

Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung kann bei allen auf OFDM beruhenden, drahtgebundenen Mehrträger-Übertragungssystemen eingesetzt werden, um dort eine Unterdrückung spektraler Nebenzipfel zu erzielen. Im Zusammenhang mit drahtgebundener Kommunikation wird OFDM häufig auch als "Discrete Multi-Tone (DMT) Modulation" bezeichnet. OFDM bzw. DMT wird bei der drahtgebunden Kommunikation häufig als Anschlussverbindung zu den Haushalten ("last mile") verwendet, um diese digital an die Außenwelt anzubinden. Die dazu existierenden verschiedenen Übertragungstechniken werden unter dem Begriff "Digital Subscriber Line" (DSL) zusammengefasst. DSL-Übertragungstechniken sind beispielsweise HDSL ("High-Speed Digital Subscriber Line"), ADSL ("Asymmetric Digital Subscriber Li ne") und SDSL ("Symmetric Digital Subscriber Line"). Die DSL-Übertragungstechniken sind Beispiele für den Anwendungsbereich des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung im Bereich der drahtgebundenen Kommunikation. Ferner lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren für OFDM-Systeme im Bereich "Power Line Communications" anwenden.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch bei allen auf OFDM beruhenden, drahtlosen Übertragungssystemen eingesetzt werden, um dort eine Unterdrückung spektraler Nebenzipfel zu erreichen. Die Anwendung hier umfasst sowohl bereits standardisierte, auf OFDM beruhende Mehrträgerübertragungssysteme, wie beispielsweise DAB, DVB-T oder "High Performance Local Area Network 2" (HIPERLAN/2), als auch neue Mehrträgerübertragungssysteme, wie beispielsweise die auf OFDM basierenden MC-CDMR-Entwicklungen im Rahmen der "Vierten Generation Mobilfunk" (4G).
Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist auch in Verbindung mit sogenannten OFDM-basierten "Overlay"-Systemen von großem Interesse. Ein "Overlay"-System ist ein Übertragungssystem (Füllsystem), das im Frequenzband eines anderen Übertragungssystems (Hauptsystem) arbeitet und die dort aktuell brachliegenden Frequenzlücken nutzt. Besonders geeignet für "Overlay"-Systeme sind Systeme, die auf OFDM basieren, da diese durch Abschalten einzelner Unterträgergruppen Bereiche im Spektrum aussparen können, in denen das Hauptsystem gerade überträgt. Allerdings würden die starken Nebenzipfel eines Standard-OFDM-Verfahrens entweder das Hauptsystem stören oder es erforderlich machen, dass große Schutzbänder oder steilflankige Sendefilter verwendet werden müssen. Erst die Nebenzipfelunterdrückung gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht somit eine effiziente Realisierung von "Overlay"-Systemen.
Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ermöglicht also den Verzicht auf eine zusätzliche Filterung oder Pulsformung des Sendesignals und erlaubt die Verwendung kleinerer oder gar keiner Schutzbänder. Die Eigenschaften des OFDM-Sendesignals werden dabei nicht nachteilig beeinflusst. Als einziger, allerdings nicht besonders relevanter Nachteil ergibt sich ein geringfügiger Datenübertragungsratenverlust, weil eine Übertragung von Nebeninformationen, allerdings von sehr geringem Datenvolumen, erforderlich ist.
Ferner ermöglicht das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung die Realisierung von effizienten, auf OFDM basierenden "Overlay"-Systemen, die seit kurzem in der Forschung entwickelt werden, um eine bessere Ausnutzung der wertvollen Ressource Spektrum zu realisieren. Das potentielle Anwendungsgebiet für "Overlay"-Systeme reicht von der terrestrischen Funkübertragung über die aeronautische Kommunikation bis hin zur Satellitenkommunikation. Aktuell wird z.B. in einem EU-Projekt im 6. Rahmenprogramm an der Entwicklung eines "Overlay"-Systems für die zukünftige ATC ("Air Traffic Control") Kommunikation im VHF-Band gearbeitet.

Claims

Verfahren zur Unterdrückung spektraler Nebenzipfel eines zu übertragenden, aus Symbolsequenzen zusammengesetzten Signals in drahtlosen oder drahtgebundenen OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)-Übertragungssystemen und in Mehrträger-Übertragungssystemen, die OFDM verwenden oder auf OFDM basieren, dadurch gekennzeichnet, dass jeder zu übertragenden ursprünglichen Symbolsequenz ein Satz von mehreren verschiedenen alternativen Sequenzen zugewiesen wird, die sich voneinander durch jedem Unterträger zugeteilte Amplituden- und/oder Phasenwerte unterscheiden und als "Multiple Choice"-Sequenzen bezeichnet werden, und dass zur tatsächlichen Übertragung aus dem Satz der "Multiple Choice"-Sequenzen eine Sequenz ausgewählt wird, welche die Nebenzipfel minimiert oder zumindest eine bessere Nebenzipfelunterdrückung als die ursprüngliche Übertragungssequenz erzielt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Satz von "Multiple Choice"-Sequenzen durch Multiplizieren der jeweiligen ursprünglichen Übertragungssequenz mit einem Satz von vorher festgelegten Pseudozufallssequenzen ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorher festgelegten Pseudozufallssequenzen komplexe oder reelle Faktoren enthalten, die bei der ursprünglichen Übertragungssequenz Phasen- und/oder Amplitudenverschiebungen induzieren.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Induzieren von Amplitudenverschiebungen ein Planungskriterium für die Pseudozufallsfolgen darin besteht, die Sendeleistung der ursprünglichen Übertragungssequenz nicht zu än dern, sondern sie unter den verwendeten Unterträgern neu aufzuteilen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Modulationsverfahrens, das in OFDM-Übertragungssystemen oder Mehrträger-Übertragungssystemen verwendbar ist, die auf OFDM beruhen oder OFDM benutzen.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Modulationsverfahren BPSK (Binary Phase Shift Keying) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kombination mit einem oder mehreren anderen Verfahren zur Unterdrückung spektraler Nebenzipfel im betreffenden OFDM-Übertragungssystem bzw. im betreffenden Mehrträger-Übertragungssystem, das OFDM verwendet oder auf OFDM basiert.
Verwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei auf OFDM beruhenden drahtgebundenen Übertragungssystemen zur Erzielung einer Unterdrückung spektraler Nebenzipfel.
Verwendung nach Anspruch 8 im Rahmen einer digitalen Anschlussanbindung von Haushalten ("last mile") an die Außenwelt entsprechend den unter dem Begriff "Digital Subscriber Line" (DSL) zusammengefassten verschiedenen Übertragungstechniken.
Verwendung nach Anspruch 8 im Rahmen eines OFDM-Übertragungssystems im Bereich "Power Line Communications".
Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 bei auf OFDM beruhenden drahtlosen Übertragungssystemen zur Erzielung einer Unterdrückung spektraler Nebenzipfel.
Verwendung nach Anspruch 11 im Rahmen eines bereits standardisierten, auf OFDM beruhenden Übertragungssystems, wie beispielsweise DAB, DVB-T oder "High Performance Local Area Network 2" (HIPERLAN/2).
Verwendung nach Anspruch 11 im Rahmen eines auf OFDM basierenden MC-CDMA-Übertragungssystems im Rahmen der "Vierten Generation Mobilfunk" (4G).
Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in Verbindung mit einem sogenannten OFDM-basierten "Overlay"-Übertragungssystem, d.h. einem Übertragungssystem, das als Füllsystem im Frequenzband eines anderen, als Hauptsystem betriebenen Übertragungssystems arbeitet und die dort aktuell brachliegenden Frequenzlücken nutzt.
Verwendung nach Anspruch 14 im Rahmen eines terrestrischen Funkübertragungssystems.
Verwendung nach Anspruch 14 im Rahmen eines aeronautischen Kommunikationssystems.
Verwendung nach Anspruch 14 im Rahmen eines Satellitenkommunikationssystems.